EP2886257A1

EP2886257A1 - Driving device

Info

Publication number: EP2886257A1
Application number: EP13198042.7A
Authority: EP
Inventors: Matthias Blessing
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-24
Also published as: EP3083152B1; US10556332B2; WO2015091431A1; EP3083152A1; US20160311096A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, umfassend ein handgeführtes Gehäuse (1) mit einem darin aufgenommenen Kolbenglied (2) zur Übertragung von Energie auf ein einzutreibendes Befestigungselement, eine wechselbare Treibladung und eine zwischen der Treibladung und dem Kolbenglied (2) angeordnete Brennkammer (3), die sich bevorzugt um eine Zentralachse (A) erstreckt, und ein Stellglied (104), mittels dessen die von der Treibladung auf das Kolbenglied (2) übertragende Energie einstellbar veränderbar ist, wobei ein mit der Brennkammer (3) verbundener Abblaskanal (111) mittels eines bewegbaren Schiebers (105) des Stellglieds (104) freigegeben werden kann, wobei eine Startposition des Kolbenglieds (2) mittels eines zweiten Stellglieds (108) einstellbar veränderbar ist.The invention relates to a tacker comprising a hand-held housing (1) with a piston member (2) received therein for transmitting energy to a fastener to be driven in, a replaceable propellant and a combustion chamber (3) disposed between the propellant and the piston member (2). which preferably extends around a central axis (A), and an actuator (104), by means of which the energy transferred from the propellant charge to the piston member (2) is adjustably variable, wherein a blower duct (111) connected to the combustion chamber (3) a movable slide (105) of the actuator (104) can be released, wherein a starting position of the piston member (2) by means of a second actuator (108) is adjustably changeable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein System zum Eintreiben eines Befestigungselements in ein Werkstück gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.The invention relates to a tacker according to the preamble of claim 1 and to a system for driving a fastener into a workpiece according to the features of claim 10.

Aus dem Stand der Technik sind handgeführte Eintreibgeräte mit Treibladungen bekannt, bei denen nach der Zündung einer pyrotechnischen Ladung die resultierenden Brenngase in einer Brennkammer expandieren. Hierdurch wird ein Kolben als Energieübertragungsmittel beschleunigt und treibt ein Befestigungsmittel in ein Werkstück ein. Grundsätzlich ist dabei ein möglichst optimiertes, rückstandsfreies und reproduzierbares Abbrennen der Ladung gewünscht. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Ladung im Regelfall Partikel wie etwa Pulverkörner, Fasern oder Ähnliches umfasst, die nach einem Zünden zunächst vor einer Flammenfront her getrieben werden.Hand-held driving devices with propellant charge are known from the prior art, in which after ignition of a pyrotechnic charge, the resulting fuel gases expand in a combustion chamber. As a result, a piston is accelerated as energy transfer means and drives a fastener into a workpiece. Basically, the most optimized, residue-free and reproducible burning of the charge is desired. It should be noted that the charge usually includes particles such as powder grains, fibers or the like, which are initially driven after ignition in front of a flame front ago.

US 6,321,968 B1 beschreibt ein Eintreibgerät mit einer Treibladung, bei dem die Brennkammer mittels einer gelochten Scheibe in eine obere Teilkammer und eine untere Teilkammer separiert ist. Pulverkörner der Treibladung sind dabei größer als die Löcher der Scheibe. Somit werden die Pulverkörner zunächst in einem zentralen Ausstoßbereich auf die gelochten Bereiche der Trennscheibe beschleunigt, wo sie aufgrund der Dimensionierung der Löcher der Trennscheibe zurückgehalten werden, so dass eine Verbrennung der Pulverkörner überwiegend in der oberen Teilkammer stattfindet. In Fig. 10 ist eine Abwandlung gezeigt, bei der eine Treibladung ohne Kartusche eingesetzt wird. Bei dieser Variante ist bauartbedingt kein die Zentralachse einschließender Ausstoßbereich in der oberen Teilkammer vorgesehen, der sich zwischen der Treibladung und einem zentralen Bereich der Trennscheibe erstreckt. Der Ausstoßbereich in dem Beispiel nach Fig. 10 schließt daher die Zentralachse der Brennkammer nicht ein, sondern ist ringförmig um einen zentralen Stempel der Brennkammer angeordnet. Dabei erfolgt die Zündung der kartuschenfreien Ladung an einem oberen Ende des zentralen Stempels. US 6,321,968 B1 describes a tacker with a propellant charge, in which the combustion chamber is separated by means of a perforated disc in an upper part of the chamber and a lower sub-chamber. Powder grains of the propellant charge are larger than the holes of the disc. Thus, the powder grains are first accelerated in a central discharge area on the perforated portions of the cutting wheel, where they are retained due to the dimensioning of the holes of the cutting wheel, so that a combustion of the powder grains takes place predominantly in the upper part of the chamber. In Fig. 10, a modification is shown in which a propellant charge without a cartridge is used. In this variant, no design including the central axis enclosing discharge area in the upper part of the chamber is provided, which extends between the propellant charge and a central region of the cutting disc. The ejection area in the example of Fig. 10, therefore, does not include the central axis of the combustion chamber, but is annularly arranged around a central plunger of the combustion chamber. The ignition of the cartridge-free charge takes place at an upper end of the central punch.

Die US 6,321,968 B1 zeigt zudem eine Verstellbarkeit eines Totraumvolumens, um die Eintreibenergie des Gerätes verstellbar zu verändern. Hierzu kann ein ventilartiger Schieber in zu einer Eintreibachse senkrechter Richtung verstellt werden. Dabei weist die Brennkammer auch in geschlossener Stellung des Schiebers einen Totraum auf, der als Ausnehmung in einer Seitenwand der Brennkammer ausgebildet ist.The US 6,321,968 B1 In addition, it shows an adjustability of a dead space volume in order to adjustably change the driving energy of the device. For this purpose, a valve-like slide can be adjusted in a direction perpendicular to a driving axis. In this case, the combustion chamber in the closed position of the slide on a dead space, which is formed as a recess in a side wall of the combustion chamber.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Eintreibgerät anzugeben, das eine effektive Einstellung einer Eintreibenergie bei gegebener Treibladung ermöglicht.It is the object of the invention to provide a tacker that allows an effective adjustment of a driving energy given a propellant charge.

Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Eintreibvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch das Vorsehen zweier Stellglieder für ein selektives Öffnen des Abblaskanals einerseits und für eine Verstellung der Startposition des Kolbenglieds andererseits lässt sich eine Reduzierung der Eintreibenergie auf einfache Weise in einem großen Bereich vornehmen.This object is achieved according to the invention for a drive-in device mentioned above with the characterizing features of claim 1. By providing two actuators for selectively opening the Abblaskanals on the one hand and for an adjustment of the starting position of the piston member on the other hand, a reduction of the driving energy can easily make in a wide range.

Unter einem Abblaskanal im Sinne der Erfindung wird ein Kanal verstanden, mittels dessen die Verbrennungsgase der Treibladung in die Umgebung oder in ein sonstiges großes Volumen, zum Beispiel einen Gasspeicher für eine Kolbenrückführung, abgeleitet werden. Hierdurch lässt sich je nach Querschnitt des Abblaskanals ein besonders großer und schneller Druckverlust der Brennkammer erzielen.A blow-off channel in the sense of the invention is understood to mean a duct by means of which the combustion gases of the propellant charge are discharged into the environment or into another large volume, for example a gas reservoir for a piston return. As a result, depending on the cross section of the Abblaskanals a particularly large and fast pressure loss of the combustion chamber can be achieved.

Durch die Möglichkeit, die Startposition des Kolbenglieds mittels des zweiten Stellglieds einstellbar zu verändern, kann zusätzlich oder alternativ zu der Wirkung des Abblaskanals eine Reduzierung der Eintreibenergie erfolgen. Dabei wird das Kolbenglied durch denselben Schieber, der den Abblaskanal ansteuert, gegenüber einer hintersten Position definiert vorgestellt. In einer derart vorgestellten Position wird gegenüber einer hintersten Position des Kolbenglieds ein größeres Ausgangsvolumen der Brennkammer geschaffen. Ferner wird durch die Vorstellung der verbleibende Beschleunigungsweg des Kolbenglieds verkürzt.Due to the possibility to adjustably change the starting position of the piston member by means of the second actuator, a reduction of the driving energy can additionally or alternatively to the effect of the Abblaskanals done. In this case, the piston member is defined by the same slide, which controls the blower, defined against a rearmost position. In such a position, a larger output volume of the combustion chamber is created compared to a rearmost position of the piston member. Furthermore, the concept of the remaining acceleration path of the piston member is shortened by the idea.

Unter einer Eintreibenergie wird im Sinne der Erfindung die Bewegungsenergie des auf ein gegebenes Befestigungsmittel auftreffenden Kolbenglieds bei gegebener Treibladung verstanden. Bei Vorgabe dieser Randbedingungen ist es durch das Stellglied ermöglicht, die resultierende Eintreibenergie für das Befestigungsmittel einstellbar zu verändern.In the context of the invention, a driving energy is understood to mean the kinetic energy of the piston member impinging on a given fastening means for a given propellant charge. Given these boundary conditions, it is possible by the actuator to adjust the resulting driving energy for the fastener adjustably.

Ein Kolbenglied im Sinne der Erfindung ist jedes Mittel, das durch die Zündung der Ladung mit Bewegungsenergie beaufschlagt wird, wobei die Bewegungsenergie letztlich auf das Befestigungsmittel übertragen wird. Häufig ist das Kolbenglied als insbesondere zylindrischer Kolben ausgeführt. In dem Kolbenboden können Aussparungen oder andere Strukturen vorgesehen sein, die eine Verwirbelung und gleichmäßige Expansion der Brenngase weiter begünstigen.A piston member according to the invention is any means which is acted upon by the ignition of the charge with kinetic energy, wherein the kinetic energy is ultimately transferred to the fastening means. Often the piston member is designed as a particular cylindrical piston. In the piston head recesses or other structures may be provided which further promote turbulence and uniform expansion of the fuel gases.

Unter einem Befestigungselement im Sinne der Erfindung wird allgemein jede eintreibbare Verankerung, wie zum Beispiel Nagel, Bolzen oder Schraube, verstanden.Under a fastener according to the invention is generally understood any retractable anchoring, such as nail, bolt or screw understood.

Eine Zentralachse im Sinne der Erfindung ist eine zu der Bewegung des Befestigungselements zumindest parallele Achse, die insbesondere durch eine Mitte der Brennkammer verläuft.A central axis in the sense of the invention is an axis at least parallel to the movement of the fastening element, which runs in particular through a center of the combustion chamber.

Bei einer allgemein bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schieber parallel zu der Achse bewegbar, wodurch eine einfache und effektive mechanische Realisierung ermöglicht ist. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Schieber quer zu der Achse, bevorzugt senkrecht zu der Achse, bewegbar. Bevorzugt ist dabei ein Austrittsquerschnitt des Abblaskanals je nach Stellung des Schiebers kontinuierlich oder schrittweise veränderbar einstellbar.In a generally preferred embodiment of the invention, the slider is movable parallel to the axis, whereby a simple and effective mechanical realization is possible. In an alternative embodiment of the invention, the slider is movable transversely to the axis, preferably perpendicular to the axis. Preferably, an outlet cross-section of the Abblaskanals is adjustable depending on the position of the slide continuously or stepwise changeable.

Allgemein vorteilhaft kann es bei einem erfindungsgemäßen Eintreibgerät vorgesehen sein, dass die Freigabe des Abblaskanals und die Startposition des Kolbenglieds unabhängig voneinander einstellbar sind. Hierdurch kann eine beliebige Kombination der energiereduzierenden Wirkungen der Stellglieder vorgenommen werden, so dass eine gute Genauigkeit der Einstellung über einen besonders großen Bereich der Eintreibenergie zur Verfügung steht.In a drive-in device according to the invention, it can be provided in a generally advantageous manner that the release of the blow-off duct and the starting position of the piston member can be set independently of one another. Thereby, any combination of the energy-reducing effects of the actuators can be made, so that a good accuracy of adjustment over a particularly large range of driving energy is available.

Bei einer ersten möglichen Variante der unabhängigen Einstellung der Stellglieder kann diese vollständig manuell von einer Bedienperson vorgenommen werden. Dabei kann zum Beispiel jedes der Stellglieder ein separates Stellrad oder sonstiges Bedienmittel aufweisen.In a first possible variant of the independent adjustment of the actuators, this can be done entirely manually by an operator. In this case, for example, each of the actuators may have a separate adjusting wheel or other operating means.

Bei einer zweiten möglichen Variante kann eine mechanische Verkoppelung der Stellglieder vorliegen, zum Beispiel über eine Schaltkulisse, ein Getriebe, ein Gestänge oder Ähnliches. Hierdurch kann eine funktional verknüpfte Verstellung beider Stellglieder über nur ein Bedienmittel erfolgen, was eine Vereinfachung für die Bedienperson bedeuten kann.In a second possible variant, a mechanical coupling of the actuators may be present, for example via a shift gate, a gear, a linkage or the like. This allows a functionally linked adjustment of both actuators via only one operating means, which may mean a simplification for the operator.

Bei einer dritten möglichen Variante können die Stellglieder über elektrisch betriebene Aktuatoren verstellt werden. Hierdurch kann eine genaue Energieeinstellung durch eine elektronische Gerätesteuerung erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit von Sensorsignalen. Bei einer solchen Variante können zum Beispiel beliebige Kombinationen von Stellungen der beiden Stellglieder in einem Kennfeld abgelegt sein.In a third possible variant, the actuators can be adjusted via electrically operated actuators. As a result, an accurate energy adjustment by an electronic device control done, for example, in response to sensor signals. In such a variant, for example, arbitrary combinations of positions of the two actuators can be stored in a map.

Es können auch beliebige andere Realisierungen der Einstellung der separaten Stellglieder vorliegen, zum Beispiel indem nur eines der Stellglieder durch einen elektrischen Aktuator und das andere Stellglied durch manuelle Einstellung verändert wird.There may also be any other implementations of the adjustment of the separate actuators, for example by changing only one of the actuators by an electric actuator and the other actuator by manual adjustment.

Zur einfachen mechanischen Realisierung eines erfindungsgemäßen Eintreibgerätes kann es vorgesehen sein, dass das zweite Stellglied ein verstellbares Anschlagteil umfasst, wobei die Startposition des Kolbenglieds durch Anlage des Kolbenglieds an dem Anschlagteil definiert ist. Insbesondere kann das Kolbenglied im Zuge eines automatischen oder manuell eingeleiteten Rückstellvorgangs bis zum Anliegen an dem Anschlagteil bewegbar ist. Bei einer möglichen Ausführungsform kann das Anschlagteil als in die Brennkammer ragende Stange ausgebildet sein, die gegen einen Boden des Kolbenglieds anschlägt. Bei anderen Ausführungsformen kann das Anschlagteil auch gegen einen außerhalb der Brennkammer ausgebildeten Anschlag des Kolbenglieds wirken.For the simple mechanical realization of a tacker according to the invention, it can be provided that the second actuator comprises an adjustable stop member, wherein the starting position of the piston member is defined by contact of the piston member to the stop member. In particular, the piston member can be moved in the course of an automatic or manually initiated return operation to the abutment against the stop member. In one possible embodiment, the stop member may be formed as projecting into the combustion chamber rod which abuts against a bottom of the piston member. In other embodiments, the stop member may also act against a stop formed outside the combustion chamber of the piston member.

Bei einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Brennkammer mittels eines mehrere Durchbrechungen aufweisenden Trennglieds in eine erste, an die Treibladung angrenzende Teilkammer und zumindest eine zweite, an das Kolbenglied angrenzende Teilkammer unterteilt, wobei in der ersten Teilkammer ein Ausstoßbereich für die Treibladung vorgesehen ist, der sich zwischen der Treibladung und einem zentralen Bereich des Trennglieds erstreckt. Der Ausstoßbereich schließt bevorzugt die Zentralachse ein, das heißt die Zentralachse verläuft durch den Ausstoßbereich.In a generally advantageous embodiment of the invention, the combustion chamber is subdivided into a first partial chamber adjoining the propellant and at least one second partial chamber adjoining the piston member by means of a divider having a plurality of openings, wherein an ejection area for the propellant charge is provided in the first sub-chamber, which extends between the propellant charge and a central region of the separator. The ejection area preferably includes the central axis, that is, the central axis passes through the ejection area.

Besonders bevorzugt ist dabei der Ausstoßbereich an dem zentralen Bereich des Trennglieds durch eine geschlossene Oberfläche des Trennglieds begrenzt. Durch das Vorsehen der geschlossenen Oberfläche in dem zentralen Bereich des Trenngliedes werden Partikel der Ladung, die nach dem Zünden in die Brennkammer ausgestoßen werden, zunächst unbeschadet ihrer Größe reflektiert oder umgelenkt, bevor sie mit einer der Durchbrechungen in Kontakt kommen. Auf diesem geänderten Weg können die Partikel sich dann gleichmäßig in der oberen Teilkammer verteilen, während sie von einer Flammenfront erfasst und ebenfalls entzündet werden.In this case, the discharge area at the central area of the separating member is particularly preferably limited by a closed surface of the separating member. By providing the closed surface in the central region of the separator, particles of the charge which are ejected into the combustion chamber after ignition, become initially reflected or deflected without prejudice to their size, before they come into contact with one of the openings. In this modified path, the particles can then be evenly distributed in the upper compartment while being captured by a flame front and also ignited.

Insgesamt wird hierdurch eine gute und möglichst vollständige Verbrennung der Treibladung gewährleistet. Dies gilt insbesondere, wenn die Eintreibenergie durch das Stellglied auf einen kleinen Wert justiert ist und daher große Zusatzvolumina und/oder Abblasöffnungen auf den Verbrennungsvorgang der Treibladung einwirken.Overall, this ensures a good and complete combustion of the propellant. This is especially true when the driving energy is adjusted by the actuator to a small value and therefore large additional volumes and / or blow-off on the combustion process of the propellant charge act.

Ein Ausstoßbereich im Sinne der Erfindung ist ein prismatischer, meist zylindrischer Raumbereich, dessen Querschnitt durch eine in die Brennkammer gerichtete Oberfläche der zündenden Ladung definiert ist und der sich senkrecht zu der Oberfläche erstreckt. Wenn die Treibladung in Form einer Kartusche bereitgestellt wird, so ist die Oberfläche der Ladung hier als die Austrittsfläche der geöffneten Kartusche definiert. In diesem Fall ist der Ausstoßbereich im Wesentlichen zylindrisch geformt. Sein Durchmesser entspricht dem Innendurchmesser des Kartuschenlagers an dessen Ausgang Richtung Kolbenglied.An ejection region in the sense of the invention is a prismatic, mostly cylindrical spatial region whose cross-section is defined by a surface of the igniting charge directed into the combustion chamber and which extends perpendicular to the surface. When the propellant charge is provided in the form of a cartridge, the surface of the charge is defined herein as the exit surface of the opened cartridge. In this case, the discharge area is substantially cylindrically shaped. Its diameter corresponds to the inner diameter of the cartridge bearing at its output towards the piston member.

Die Zentralachse im Sinne der Erfindung verläuft als Schwerpunktlinie durch den Ausstoßbereich. Regelmäßig, aber nicht notwendig fällt die Zentralachse mit einer Bewegungsachse des Kolbenglieds zusammen.The central axis according to the invention runs as a center of gravity line through the ejection area. Regularly, but not necessarily, the central axis coincides with a movement axis of the piston member.

Ein Trennglied im Sinne der Erfindung ist jede Struktur, durch die die Brennkammer in zwei Teilkammern geteilt ist. Bevorzugt verläuft das Trennglied quer zu der Zentralachse. Es kann zum Beispiel als mehrfach durchbohrte Scheibe ausgebildet sein.An isolator in the context of the invention is any structure by which the combustion chamber is divided into two sub-chambers. Preferably, the separating member extends transversely to the central axis. It can be designed, for example, as a multi-perforated disc.

Der zentrale Bereich des Trenngliedes ist bevorzugt nicht durchbrochen, so dass zumindest ein erheblicher Teil der zunächst ausgestoßenen Partikel sich innerhalb des Ausstoßbereichs durch die erste Brennkammer gegen den zentralen Bereich bewegt, ohne zunächst durch das Trennglied in die zweite Teilkammer einzutreten.The central region of the separating member is preferably not pierced, so that at least a significant portion of the initially ejected particles moves within the ejection region through the first combustion chamber against the central region, without first entering through the separating member in the second sub-chamber.

Bevorzugt ist die geschlossene Oberfläche des zentralen Bereichs größer als eine Schnittfläche des Trennglieds mit dem Ausstoßbereich.Preferably, the closed surface of the central area is larger than a sectional area of the partition member with the ejection area.

Bei allgemein bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hat der zentrale Bereich des Trennglieds eine Vertiefung. Durch diese Vertiefung kann eine besonders gute Rückstreuung der umgelenkten Partikel und Verwirbelung Brenngase in der ersten Teilkammer erfolgen.In generally preferred embodiments of the invention, the central portion of the partition member has a recess. Through this depression, a particularly good backscattering of the deflected particles and turbulence of combustion gases in the first sub-chamber can take place.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Vertiefung dabei als napfartig geformte Aussparung in dem Trennglied ausgebildet. Dies begünstigt eine Streuung und Verwirbelung in besonderem Maße.In a preferred embodiment, the depression is formed as a cup-shaped recess in the separating member. This favors a scattering and turbulence in particular.

Zur weiteren Verbesserung der Streuung und Verwirbelung ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem zentralen Bodenbereich der Aussparung ein aufragender Vorsprung ausgebildet. Der Vorsprung kann zum Beispiel kegelförmig sein.In order to further improve the scattering and turbulence in a preferred embodiment, an upstanding projection is formed in a central bottom portion of the recess. The projection may be conical, for example.

Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass die Vertiefung einen sich nach unten verringernden Durchmesser aufweist, was ebenfalls eine gute Verteilung von Pulverkörnern und Brenngasen bewirkt.Alternatively or additionally, it is provided that the recess has a downwardly decreasing diameter, which also causes a good distribution of powder grains and fuel gases.

Im Interesse einer optimalen Wirkung der Vertiefung auf einen Großteil der Treibladung ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein maximaler, senkrecht zu der Zentralachse erstreckter Durchmesser der Vertiefung nicht weniger als 80% eines maximalen, senkrecht zu der Achse erstreckten Durchmessers einer Öffnung der Treibladung beträgt. Besonders bevorzugt ist der Durchmesser der Vertiefung größer als der Durchmesser der Öffnung der Treibladung.In the interest of an optimal effect of the depression on a large part of the propellant charge, it is preferably provided that a maximum diameter of the depression, which is perpendicular to the central axis, is not less than 80% of a maximum diameter of an opening of the propellant charge, which is perpendicular to the axis. Particularly preferably, the diameter of the recess is greater than the diameter of the opening of the propellant charge.

Ebenso ist es zur Verbesserung der verwirbelnden Wirkung der Vertiefung bevorzugt vorgesehen, dass eine in Richtung der Achse gemessene, maximale Tiefe der Vertiefung nicht weniger als 30%, besonders bevorzugt nicht weniger als 50%, eines senkrecht zu der Achse gemessenen, maximalen Durchmessers der Vertiefung beträgt.Likewise, in order to improve the swirling action of the recess, it is preferably provided that a maximum depth of the recess measured in the direction of the axis is not less than 30%, more preferably not less than 50% of a maximum diameter of the recess measured perpendicular to the axis is.

Allgemein vorteilhaft ist zwischen zwei benachbarten Durchbrechungen jeweils ein Steg vorgesehen ist, wobei Brenngase der Treibladung von dem Ausstoßbereich zunächst radial nach außen zwischen die Stege strömen, bevor sie nach einer Umlenkung die Durchbrechungen in axialer Richtung durchströmen. Hierdurch wird die Umlenkung und Verwirbelung der Brenngase noch weiter optimiert, und ein ungewünschtes Eintreten von großen Pulverkörnern in die Durchbrechungen wird weiter verringert.In general, a web is provided in each case between two adjacent apertures, fuel gases of the propellant charge first of all flowing radially outward from the ejection region between the webs, before they flow through the apertures in the axial direction after a deflection. As a result, the deflection and turbulence of the fuel gases is further optimized, and undesired entry of large grains of powder into the openings is further reduced.

Allgemein bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Durchbrechungen des Trennglieds einen Querschnitt aufweisen, der größer ist als ein maximaler Querschnitt von Partikeln der Treibladung. Dies verhindert ein Zusetzen der Durchbrechungen mit Verbrennungsrückständen. Durch die weiteren Merkmale der Erfindung wird trotz relativ großer Durchbrechungen ein Eintritt von großen Pulverkörnern in die zweite Teilkammer weitgehend vermieden.Generally, it can be provided that the openings of the separating member have a cross section which is greater than a maximum cross section of particles of the propellant charge. This prevents clogging of the breakthrough with combustion residues. Due to the further features of the invention, an entry of large powder grains in the second sub-chamber is largely avoided despite relatively large openings.

Im Interesse einer einfachen Montage und Wartung ist das Trennglied bevorzugt mittels eines an ihm ausgebildeten Außengewindes in die Brennkammer eingeschraubt.In the interest of ease of installation and maintenance, the partition member is preferably screwed by means of an external thread formed in it in the combustion chamber.

Bei einer allgemein bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Regelbetrieb bei gleicher Treibladung eine mittels des Stellglieds einstellbare maximale Eintreibenergie wenigstens dem zweifachen einer mittels des Stellglieds einstellbaren minimalen Eintreibenergie entspricht. Bevorzugt beträgt die maximale Eintreibenergie wenigstens dem 2,5-fachen der minimalen Eintreibenergie. In vorteilhafter Detailgestaltung betragen die minimale Eintreibenergie nicht mehr als 150 Joule und die maximale Eintreibenergie nicht weniger als 250 Joule. Insgesamt kann hierdurch ein besonders universeller Einsatz des Eintreibgerätes ermöglicht werden, ohne dass eine Mehrzahl von Treibladungen verschiedener Stärke je nach Anwendungsfall bereit gehalten werden müssen.In a generally preferred embodiment of the invention, it is provided that during normal operation with the same propellant charge, a maximum driving energy which can be set by means of the actuator corresponds to at least twice a minimum driving energy which can be set by means of the actuator. Preferably, the maximum driving energy is at least 2.5 times the minimum driving energy. In an advantageous detailed design, the minimum driving energy is not more than 150 joules and the maximum driving energy is not less than 250 joules. Overall, this allows a particularly universal use of the tacker without a plurality of propellant charges of different strength depending on the application must be kept ready.

Allgemein kann eine zumindest teilweise automatische Einstellung der Eintreibenergie mittels einer elektronischen Gerätesteuerung erfolgen. Hierzu notwendige Vorgaben, zum Beispiel über Art und Dimensionierung des Werkstücks, können dabei durch eine Bedienperson vorgenommen werden. Alternativ oder ergänzend können sensorische Informationen, zum Beispiel über die Art des eingelegten Befestigungsmittels, Verwendung finden.In general, an at least partially automatic adjustment of the drive-in energy can take place by means of electronic device control. For this purpose necessary specifications, for example on the nature and dimensions of the workpiece, can be made by an operator. Alternatively or additionally, sensory information, for example about the type of fastener inserted, can be used.

Die Aufgabe der Erfindung wird für ein System zum Eintreiben eines Befestigungselements in ein Werkstück zudem durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. Dabei ermöglicht ein erfindungsgemäßes Eintreibgerät, einen großen Bereich von Eintreibenergien mit nur einer Treibladung abzudecken. Entsprechend kann auf das Anbieten anderer Treibladungen zum Betrieb des Gerätes verzichtet werden.The object of the invention is also achieved by a system for driving a fastener into a workpiece by the features of claim 14. In this case, a driving tool according to the invention makes it possible to cover a large range of driving forces with only one propellant charge. Accordingly, it can be dispensed with the offer of other propellant charges for the operation of the device.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen. Nachfolgend werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1: zeigt eine teilweise Schnittansicht einer Brennkammer eines erfindungsgemäßen Eintreibgerätes bei maximaler Eintreibenergie.
Fig. 2: zeigt das Eintreibgerät aus Fig. 1 mit vollständig geöffnetem Schieber und mit vorgestellter Startposition des Kolbenglieds.
Fig. 3: zeigt eine räumliche Schnittansicht einer Brennkammer eines Eintreibgerätes mit einem Trennglied.
Fig. 4: zeigt eine räumliche Detailansicht der Brennkammer aus Fig. 3.
Fig. 5: zeigt eine räumliche Ansicht eines Trennglieds der Brennkammer aus Fig. 3.
Fig. 6: zeigt eine räumliche Ansicht einer Brennkammer mit einem zweiten Ausführungsbeispiels eines Trennglieds.
Fig. 7: zeigt eine räumliche Ansicht einer Brennkammer mit einem dritten Ausführungsbeispiel eines Trennglieds.
Fig. 8: zeigt eine räumliche Ansicht einer Brennkammer mit einem vierten Ausführungsbeispiel eines Trennglieds.

Further features and advantages of the invention will become apparent from the embodiments and from the dependent claims. Hereinafter, several preferred embodiments of the invention will be described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1: shows a partial sectional view of a combustion chamber of a Eintreibgerätes invention at maximum driving energy.
Fig. 2: shows the tacker Fig. 1 with fully open slide and with imagined start position of the piston member.
Fig. 3: shows a spatial sectional view of a combustion chamber of a tacker with a separator.
Fig. 4: shows a detailed spatial view of the combustion chamber Fig. 3 ,
Fig. 5: shows a spatial view of a separator of the combustion chamber Fig. 3 ,
Fig. 6: shows a spatial view of a combustion chamber with a second embodiment of a separator.
Fig. 7: shows a spatial view of a combustion chamber with a third embodiment of a separator.
Fig. 8: shows a spatial view of a combustion chamber with a fourth embodiment of a separator.

Eine erfindungsgemäße Eintreibvorrichtung umfasst ein handgeführtes Gehäuse, in dem ein Kolbenglied in Form eines Kolbens 2 aufgenommen ist. Eine Oberfläche 2a des Kolbens 2 begrenzt eine Brennkammer 3, in der sich die Verbrennungsgase einer pyrotechnischen Ladung ausdehnen, um den Kolben 2 zu beschleunigen. Die pyrotechnische Ladung ist fest, bevorzugt pulverförmig. Bei nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist die pyrotechnische Ladung flüssig oder gasförmig.A drive-in device according to the invention comprises a hand-guided housing in which a piston member in the form of a piston 2 is accommodated. A surface 2a of the piston 2 defines a combustion chamber 3 in which the combustion gases of a pyrotechnic charge expand to accelerate the piston 2. The pyrotechnic charge is solid, preferably in powder form. In non-illustrated embodiments, the pyrotechnic charge is liquid or gaseous.

Der so mit Bewegungsenergie beaufschlagte Kolben 2 trifft mit seinem Kolbenschaft auf ein Befestigungselement, das hierdurch in ein Werkstück eingetrieben wird.The so acted upon by kinetic energy piston 2 strikes with its piston shaft on a fastener, which is thereby driven into a workpiece.

Die Ladung ist vorliegend in einer Kartusche aus Metallblech aufgenommen. Die Kartusche hat einen Aufschlagzünder und wird vor der Zündung über eine entsprechende Lademechanik in ein Kartuschenlager 4 eingesetzt.The charge is presently received in a cartridge made of sheet metal. The cartridge has an impact fuze and is inserted into a cartridge bearing 4 before ignition via a corresponding loading mechanism.

Kartusche und Kartuschenlager sind bevorzugt rotationssymmetrisch um eine Zentralachse A ausgebildet. Die Zentralachse A ist in den vorliegenden Beispielen zugleich eine Mittelachse der Brennkammer 3 und des Kolbens 2.Cartridge and cartridge bearings are preferably formed rotationally symmetrical about a central axis A. The central axis A is at the same time a center axis of the combustion chamber 3 and the piston 2 in the present examples.

Die Brennkammer 3 ist zwischen einer kreisförmigen Öffnung 4a des Kartuschenlagers 4 und der Oberfläche 2a des Kolbens 2 angeordnet. Bei einer möglichen Detailgestaltung ist in dem Kolben 2 eine ringförmige Mulde 2b ausgebildet, die zu einer besseren Verwirbelung der Brenngase beiträgt und einen Teil der Brennkammer 3 darstellt.The combustion chamber 3 is arranged between a circular opening 4a of the cartridge bearing 4 and the surface 2a of the piston 2. In a possible detailed design, an annular recess 2b is formed in the piston 2, which contributes to a better turbulence of the combustion gases and forms part of the combustion chamber 3.

Die Brennkammer 3 hat vorliegend eine Seitenwand 101, die als Rotationsfläche einer Parallele um die Zentralachse A, also als Innenzylinder, ausgebildet ist. Zudem hat die Brennkammer 3 eine Bodenfläche 102, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse A erstreckt ist.The combustion chamber 3 in the present case has a side wall 101, which is designed as a rotation surface of a parallel about the central axis A, that is, as an inner cylinder. In addition, the combustion chamber 3 has a bottom surface 102 which is substantially perpendicular to the axis A extends.

Zur einstellbaren Veränderung einer von dem Kolbenglied 2 bei gegebener Treibladung aufgenommenen Bewegungsenergie, und somit zur Veränderung einstellbaren Veränderung einer Eintreibenergie des Befestigungsmittels, sind zwei Stellglieder 104, 108 vorgesehen.For adjustable change of a kinetic energy absorbed by the piston member 2 for a given propellant charge, and thus change of a driving energy of the fastening means which can be set variably, two actuators 104, 108 are provided.

Das erste Stellglied 104 umfasst eine zu der Brennkammer parallele Ausnehmung 103, in der ein Schieber 105 geführt ist. Das Stellglied 104 umfasst zudem eine Mechanik zur Verstellung einer Position des Schiebers 105 (nicht dargestellt). Der Schieber ist in Fig. 1 bis Fig. 2 zur besseren Übersicht mit einer Schraffur versehen.The first actuator 104 includes a parallel to the combustion chamber recess 103 in which a slider 105 is guided. The actuator 104 further includes a mechanism for adjusting a position of the slider 105 (not shown). The slider is in Fig. 1 to Fig. 2 provided with a hatching for a better overview.

Der Schieber 105 ist der Ausnehmung 103 in einem die Brennkammer einschließenden Gehäuse aufgenommen. In dieser Ausnehmung ist der Schieber 103 parallel zu der Zentralachse A in seiner Position verstellbar. Hierzu kann an einem hinteren Ende des Schiebers 105 zum Beispiel ein Außengewinde angeformt sein (nicht dargestellt). Das Außengewinde kann dann in einem Innengewinde eines in axialer Richtung abgestützten, drehbar gelagerten Zahnrads laufen. Durch einen Antrieb des Zahnrads kann der Schieber 105 durch die Gewindedrehung in der axialen Richtung verstellt werden. Die Ausführung der den Schieber 105 verstellenden Mechanik ist beliebig.The slider 105 is received in the recess 103 in a housing enclosing the combustion chamber. In this recess, the slider 103 is parallel to the central axis A in position adjustable. For this purpose, for example, an external thread may be formed at a rear end of the slider 105 (not shown). The external thread can then run in an internal thread of an axially supported, rotatably mounted gear. By driving the gear, the slider 105 can be adjusted by the thread rotation in the axial direction. The execution of the slider 105 adjusting mechanism is arbitrary.

Die Verstellung des Schiebers kann je nach Anforderungen manuell, zum Beispiel über ein nicht gezeigtes Stellrad, erfolgen. Es kann sich aber auch um eine Verstellung mittels eines elektrischen Aktuators handeln. Dabei kann eine zumindest teilweise automatische Einstellung der Eintreibenergie mittels einer elektronischen Gerätesteuerung erfolgen. Hierzu notwendige Vorgaben, zum Beispiel über Art und Dimensionierung des Werkstücks, können dabei durch eine Bedienperson vorgenommen werden. Alternativ oder ergänzend können sensorische Informationen, zum Beispiel über die Art des eingelegten Befestigungsmittels, Verwendung finden.The adjustment of the slide can be done manually depending on requirements, for example via a not shown adjusting wheel. But it can also be an adjustment by means of an electric actuator. It can be an at least partially automatic Adjustment of the driving energy by means of an electronic device control done. For this purpose necessary specifications, for example on the nature and dimensions of the workpiece, can be made by an operator. Alternatively or additionally, sensory information, for example about the type of fastener inserted, can be used.

Die Ausnehmung 103 ist über eine Durchbrechung 106 mit der Brennkammer 3 verbunden. In Eintreibrichtung führt ein Kanal 107 parallel zu der Brennkammer nach vorne.The recess 103 is connected via an opening 106 with the combustion chamber 3. In Eintreibrichtung a channel 107 leads parallel to the combustion chamber to the front.

Der Schieber 105 füllt die Ausnehmung 103 aus und hat zudem eine nach vorne offene, axial erstreckte Bohrung 109 mit einer seitlichen Öffnung 110, die in Richtung der Durchbrechung 106 orientiert ist.The slider 105 fills the recess 103 and also has a forwardly open, axially extending bore 109 with a lateral opening 110, which is oriented in the direction of the opening 106.

Je nach Stellung des Schiebers 105 überdeckt die seitliche Öffnung 110 gar nicht, teilweise oder maximal mit der Durchbrechung 106. Hierdurch kann das Volumen der Brennkammer 3 über einen einstellbar veränderlichen Querschnitt mit der Bohrung 109 und dem Kanal 107 verbunden werden.Depending on the position of the slide 105, the lateral opening 110 does not cover at all, partially or maximally with the opening 106. In this way, the volume of the combustion chamber 3 can be connected to the bore 109 and the passage 107 via an adjustably variable cross section.

Die Öffnung 110, die Bohrung 109 und der Kanal 107 bilden daher bei entsprechender Stellung des Schiebers insgesamt einen Abblaskanal 111 aus. Nach einer Zündung der pyrotechnischen Treibladung können die expandierenden Gase teilweise in den Abbaslkanal je nach dessen Öffnungszustand entweichen. Hierdurch wird die letztlich vom Kolbenglied 2 aufgenommene Bewegungsenergie bzw. die Eintreibenergie verringert.The opening 110, the bore 109 and the channel 107 therefore form a total of a blow-off 111 at a corresponding position of the slide. After ignition of the pyrotechnic propellant charge, the expanding gases can partially escape into the Abbaslkanal depending on its opening state. As a result, the kinetic energy ultimately absorbed by the piston member 2 or the driving energy is reduced.

Der Abblaskanal 111 mündet vorliegend in einem nicht dargestellten Gaskanal an einer der Brennkammer 3 vorgelagerten Führung des Kolbenglieds 2. Diese endet auf bekannte Weise in einem Speicherraum (nicht dargestellt). Mittels der im Speicherraum gesammelten Verbrennungsgase wird das Kolbenglied 2 auf bekannte Weise am Ende des Eintreibvorgangs in die Ausgangsposition zurückbewegt. Bei alternativen Ausgestaltungen kann der Abblaskanal 111 auch unmittelbar in die Atmosphäre münden.The Abblaskanal 111 opens in this case in a gas duct, not shown, on one of the combustion chamber 3 upstream guide of the piston member 2. This ends in a known manner in a storage space (not shown). By means of the combustion gases collected in the storage space, the piston member 2 is moved back to the starting position in a known manner at the end of the driving operation. In alternative embodiments, the blow-off channel 111 can also open directly into the atmosphere.

Ein zweites Stellglied zur Veränderung der Eintreibenergie ist als verstellbares Anschlagteil 108 ausgebildet. Dabei wird eine Startposition des Kolbenglieds 2 durch Anschlag des Kolbenglieds 2 an dem Anschlagteil 108 veränderbar definiert.A second actuator for changing the driving energy is designed as an adjustable stop member 108. In this case, a start position of the piston member 2 is defined by stop of the piston member 2 on the stop member 108 changeable.

Das Anschlagteil ist vorliegend als in die Brennkammer 3 hineinragende Stange 108 ausgeformt. Die Stange kann durch eine nicht dargestellte Mechanik in axialer Richtung verstellt werden. Insbesondere kann, analog zu einer möglichen Verstellung des Schiebers 105, ein Gewinde und ein Bedienteil wie etwa ein Stellrad zur Verteilung der Stange 108 vorgesehen sein.The stop member is presently formed as projecting into the combustion chamber 3 rod 108. The rod can be adjusted by a mechanism, not shown, in the axial direction. In particular, analogous to a possible adjustment of the slider 105, a thread and a control part such as a thumbwheel for distributing the rod 108 may be provided.

Bei der Einstellung maximaler Energie gemäß Fig. 1 liegt in dem Ausgangszustand des Kolbenglieds 2 eine Bodenfläche 2a des Kolbenglieds 2 an der Bodenfläche 102 der Brennkammer 3 an. Dies bedeutet einen maximalen Beschleunigungsweg des Kolbenglieds, und ein minimales Ausgangsvolumen der Brennkammer zum Zeitpunkt der Ladungszündung. Da zudem auch der Abblaskanal 111 vollständig geschlossen ist, wird hierdurch insgesamt eine maximale Eintreibenergie erreicht.When setting maximum energy according to Fig. 1 is in the initial state of the piston member 2, a bottom surface 2 a of the piston member 2 on the bottom surface 102 of the combustion chamber 3 at. This means a maximum acceleration path of the piston member, and a minimum output volume of the combustion chamber at the time of charge ignition. In addition, since also the Abblaskanal 111 is completely closed, a total of a maximum driving energy is thereby achieved.

Wird die Stange 108 ausgehend von der Position in Fig. 1 in die Brennkammer verschoben, so wird die Startposition bzw. Ausgangsposition des Kolbenglieds 2 vorgestellt, siehe Fig. 2. Dies führt zu einem größeren Brennkammervolumen und einer kleineren Beschleunigungsstrecke des Kolbenglieds 2.If the rod 108, starting from the position in Fig. 1 displaced into the combustion chamber, the starting position or starting position of the piston member 2 is presented, see Fig. 2 , This leads to a larger combustion chamber volume and a smaller acceleration distance of the piston member 2.

Bei Bedarf wird ein Druckaufbau in der Brennkammer 3 durch ein teilweises oder vollständiges Öffnen des Abblaskanals 111 weiter verringert, siehe geöffnete Stellung des Schiebers 105 in Fig. 2. Insgesamt wird hierdurch die erreichte Eintreibenergie des Kolbenglieds 2 reduziert. In den Positionen des Schiebers 105 und des zweiten Stellglieds 108 gemäß Fig. 2 liegt ein maximal geöffneter Abblaskanal 111 und eine maximale Vorstellung des Kolbenglieds 2 vor. Hierdurch wird ein kleinst möglicher Wert der Eintreibenergie bei gegebener Treibladung erzielt.If necessary, a pressure build-up in the combustion chamber 3 by a partial or complete opening of the Abblaskanals 111 is further reduced, see the open position of the slide 105 in Fig. 2 , Overall, the achieved Eintreibenergie of the piston member 2 is thereby reduced. In the positions of the slider 105 and the second actuator 108 according to Fig. 2 is a maximum open blow-off 111 and a maximum idea of the piston member 2 before. As a result, a smallest possible value of the driving energy is achieved with a given propellant charge.

Die beiden Stellglieder 104, 108 sind vollständig unabhängig voneinander verstellbar, so dass die erzielte Reduktion der Eintreibenergie als Überlagerung der beiden jeweiligen Effekte resultiert.The two actuators 104, 108 are completely independently adjustable, so that the achieved reduction of the driving energy results as a superposition of the two respective effects.

Zu dem Schieber 105 des ersten Stellglieds wird angemerkt, dass vorliegend die geöffnete Position durch Verlagerung des Schiebers nach hinten erfolgt. Dabei wird zuerst ein vorderer Teil der Durchbrechung 106 freigegeben. Dies hat bei teilweise geöffneter Stellung einen anderen Effekt auf die Eintreibenergie, als wenn zuerst ein gleich großer, hinterer Teil der Öffnung 106 freigegeben würde. Je nach Anforderungen kann auch eine solche Einstellung des Schiebers vorgenommen werden, so dass insgesamt noch genauere Optimierungen des Verbrennungsvorgangs und der Eintreibenergie zur Verfügung stehen.To the slider 105 of the first actuator is noted that in the present case, the open position by displacement of the slider takes place to the rear. In this case, first a front part of the opening 106 is released. This has a different effect on the drive-in energy in partially open position, as if a first equal, rear part of the opening 106 would be released. Depending on the requirements can also be such a setting be made of the slider, so that overall even more precise optimizations of the combustion process and the driving energy are available.

Zu der Stange bzw. dem Anschlagteil des zweiten Stellglieds 108 wird angemerkt, dass dieses bei Bedarf vor einer Zündung der Treibladung aus der Brennkammer zurückgefahren werden kann, nachdem zuvor die Startposition des Kolbenglieds 2 durch den Anschlag des Kolbenbodens eingestellt wurde.To the rod or the abutment part of the second actuator 108 is noted that this can be reduced if necessary before ignition of the propellant charge from the combustion chamber, after previously the starting position of the piston member 2 has been adjusted by the stop of the piston head.

Die nachfolgende Beschreibung betrifft optimierte Ausgestaltungen der Brennkammer des Eintreibgerätes mittels eines Trennglieds. Obwohl in den Zeichnungen Fig. 3 bis Fig. 8 kein Stellglied zur Veränderung der Eintreibenergie dargestellt ist, können die Ausgestaltungen der Brennkammer mit Trennglied je nach Anforderungen mit jedem der vorstehend beschriebenen Gestaltungen eines Stellglieds 104 kombiniert werden.The following description relates to optimized embodiments of the combustion chamber of the tacker by means of a separator. Although in the drawings Fig. 3 to Fig. 8 no actuator for changing the driving energy is shown, the configurations of the combustion chamber with separator as required can be combined with each of the above-described configurations of an actuator 104.

Die Brennkammer 3 ist quer zu der Zentralachse A durch ein Trennglied 5 unterteilt. Auf der Seite des Kartuschenlagers 4 befindet sich eine erste Teilkammer 3a der Brennkammer, und auf der Seite des Kolbens 2 befindet sich eine zweite Teilkammer 3b der Brennkammer 3.The combustion chamber 3 is divided transversely to the central axis A by a partition member 5. On the side of the cartridge bearing 4 there is a first sub-chamber 3a of the combustion chamber, and on the side of the piston 2 is a second sub-chamber 3b of the combustion chamber 3rd

In den gezeigten Abbildungen Fig. 3 bis Fig. 8 ist der Kolben maximal zurückgefahren, so dass die zweite Teilkammer 3b zum Zeitpunkt der Zündung nur die Mulde 2b und allenfalls einen schmalen Spalt zwischen dem Kolben 2 und dem Trennglied 5 umfasst.In the pictures shown Fig. 3 to Fig. 8 If the piston is moved back maximum, so that the second sub-chamber 3b at the time of ignition only the trough 2b and possibly a narrow gap between the piston 2 and the separator 5 includes.

Das Trennglied 5 ist vorliegend als ein mittels eines Außengewindes 7 in die Brennkammer 3 einschraubbares Bauteil ausgebildet. Das Trennglied kann aber auch einstückig mit dem Rest der Brennkammer ausgebildet sein oder auf sonstige Weise als separates Bauteil mit der Brennkammer verbunden sein.The separating member 5 is presently designed as a screwed by means of an external thread 7 in the combustion chamber 3 component. However, the isolator can also be formed integrally with the rest of the combustion chamber or be connected in any other way as a separate component with the combustion chamber.

Das Trennglied 5 hat mehrere Durchbrechungen 6, die vorliegend als Bohrungen ausgeführt sind, die parallel zu der Achse A verlaufen. Die Durchbrechungen 6 sind um einen zentralen Bereich 8 des Trennglieds 5 angeordnet, der eine geschlossene und nicht durchbrochene Oberfläche aufweist. Der kleinste Durchmesser des zentralen, nicht durchbrochenen Bereichs 8 in einer zu der Achse A senkrechten Ebene ist um etwa 35% größer als ein Durchmesser der nach dem Zünden geöffneten Kartusche. Dieser entspricht vorliegend etwa dem Durchmesser einer brennkammerseitigen Öffnung des Kartuschenlagers bzw. einer in die Brennkammer gerichteten Oberfläche der pyrotechnischen Ladung.The partition member 5 has a plurality of apertures 6, which are in the present case designed as bores which extend parallel to the axis A. The perforations 6 are arranged around a central region 8 of the separating member 5, which has a closed and non-perforated surface. The smallest diameter of the central, unbroken portion 8 in a plane perpendicular to the axis A is about 35% larger than a diameter of the open after ignition cartridge. In the present case, this corresponds approximately to the diameter of a combustion chamber-side opening of the cartridge bearing or of a surface of the pyrotechnic charge directed into the combustion chamber.

Vorliegend wird idealisierend angenommen, dass die Brenngase und mit ihnen ausgestoßene Pulverkörner, Ladungspartikel oder Ähnliches zunächst parallel zu der Zentralachse in die Brennkammer eintreten. Zumindest unmittelbar nach der Zündung und über eine gewisse Länge bewegt sich die expandierende Ladung daher überwiegend in einem prismatischen Ausstoßbereich entlang der Zentralachse, dessen Umfang durch den Umriss der Oberfläche der Ladung definiert ist. Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen der Erfindung liegen sämtliche der Durchbrechungen 6 des Trennglieds außerhalb einer Schnittfläche des Ausstoßbereichs mit der Oberfläche des Trennglieds. Der Ausstoßbereich ist entsprechend der kreisrunden Kartuschenöffnung als Zylinder ausgebildet.In the present case, it is assumed that the fuel gases and powder grains, charge particles or the like ejected with them first enter the combustion chamber parallel to the central axis. Therefore, at least immediately after ignition and over a certain length, the expanding charge moves predominantly in a prismatic discharge region along the central axis, the circumference of which is defined by the contour of the surface of the charge. In the present embodiments of the invention, all of the apertures 6 of the partition member are located outside a sectional area of the ejection area with the surface of the partition member. The discharge area is designed as a cylinder corresponding to the circular cartridge opening.

In dem zentralen Bereich 8 des Trennglieds 5 ist ferner eine Vertiefung 9 ausgebildet. Die Vertiefung 9 verläuft rotationssymmetrisch um die Zentralachse A. Sie ist napfartig ausgeformt und hat einen flachen Boden 9a. Ein Durchmesser der Vertiefung 9 verjüngt sich von einem größten Durchmesser d an ihrem oberen Rand auf einen kleinsten Durchmesser auf der Höhe des Bodens 9a. Die Wände der Vertiefung 9 haben sowohl geneigte als auch gerade Abschnitte. Die maximale Tiefe der Vertiefung 9 beträgt vorliegend etwa 60% des größten Durchmessers d.In the central region 8 of the separating member 5, a recess 9 is further formed. The recess 9 extends rotationally symmetrical about the central axis A. It is formed cup-shaped and has a flat bottom 9a. A diameter of the recess 9 tapers from a largest diameter d at its upper edge to a smallest diameter at the level of the bottom 9a. The walls of the recess 9 have both inclined and straight sections. The maximum depth of the recess 9 is presently about 60% of the largest diameter d.

In der Ebene des oberen Randes der Vertiefung 9 erstreckt sich die geschlossene Oberfläche des zentralen Bereiches 8 bis zu einer Abstufung 10. Die Abstufung 10 steigt von der Oberfläche des zentralen Bereiches 8 in axialer Richtung bis zu einem Dach der Brennkammer 3. das Trennglied 5 ist vorliegend mit der Abstufung 10 gegen das Dach gepresst. Dies wird durch entsprechendes Einschrauben des Trennglieds 5 in die Brennkammer 3 erreicht.In the plane of the upper edge of the recess 9, the closed surface of the central region 8 extends to a step 10. The gradation 10 rises from the surface of the central region 8 in the axial direction to a roof of the combustion chamber 3. the separating member 5 is in the present case with the gradation 10 pressed against the roof. This is achieved by appropriate screwing of the separator 5 in the combustion chamber 3.

Die Abstufung 10 bildet zwischen benachbarten Durchbrechungen 6 jeweils Stege 11 aus, die radial nach innen gerichtet sind. Entsprechend verbleiben radial gerichtete Kanäle 12 zwischen den Stegen 11, durch die die Brenngase und Ladungspartikel von dem zentralen Bereich 8 zunächst radial auswärts strömen und dann in die Durchbrechungen 6 umgelenkt werden.The gradation 10 forms between adjacent apertures 6 each webs 11, which are directed radially inward. Accordingly, radially directed channels 12 remain between the webs 11, through which the fuel gases and charge particles initially flow radially outward from the central region 8 and are then deflected into the openings 6.

Die Erfindung funktioniert nun in Bezug auf das Trennglied wie folgt:

Nach Zünden der Kartusche werden noch unverbrannte Partikel vor einer Front aus Brenngasen durch die vordere Kartuschenöffnung in die erste Teilkammer 3a geschleudert. Diese teilweise noch unverbrannte Ladung trifft nach kurzer Strecke in die napfartige Vertiefung 9 des geschlossenen zentralen Bereichs 8 des Trennglieds 5. Dort erfolgt eine Streuung und Verwirbelung der Pulverkörner und Brenngase, wobei die Pulverkörner sich weiter entzünden und verbrennen. Dieses reagierende und expandierende Gemisch tritt in überwiegend radialer Richtung zwischen den Stegen 11 durch und wird in die Durchbrechungen 6 umgelenkt.

The invention now works with respect to the isolator as follows:

After ignition of the cartridge still unburned particles are thrown in front of a front of fuel gases through the front cartridge opening into the first sub-chamber 3a. This partially unburned charge hits after a short distance in the cup-like recess 9 of the closed central region 8 of the separator 5. There is a scattering and turbulence of the powder grains and fuel gases, the powder grains continue to ignite and burn. This reactive and expanding mixture occurs in predominantly radial direction between the webs 11 and is deflected into the openings 6.

Beim Durchströmen der Durchbrechungen 6 sind die Partikel der Ladung bereits überwiegend verbrannt, so dass weder in den Durchbrechungen noch in der nachfolgenden, zweiten Teilkammer 3b größere unverbrannte Ladungsreste vorhanden sind. Dies verhindert ungünstige Ablagerungen und/oder ein Verstopfen der Durchbrechungen 6. Zugleich wird eine kontrollierte und gleichmäßige Expansion der Brenngase in der zweiten Teilkammer begünstigt, so dass eine optimale Beschleunigung des Kolbens 2 erfolgt.When passing through the openings 6, the particles of the charge are already predominantly burned, so that there are no larger unburned charge residues either in the openings or in the following, second partial chamber 3b. This prevents unfavorable deposits and / or clogging of the apertures 6. At the same time a controlled and uniform expansion of the fuel gases in the second sub-chamber is favored, so that an optimal acceleration of the piston 2 takes place.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten, zweiten Ausführungsbeispiel eines Trennglieds ist eine andere Formgebung der Vertiefung 9 vorgesehen. Wie im ersten Beispiel ist die Vertiefung als napfartige Aussparung ausgebildet, wobei aber die Wände der Vertiefung stärker und durchgehend geneigt sind.At the in Fig. 6 shown, the second embodiment of a separator, a different shape of the recess 9 is provided. As in the first example, the recess is formed as a cup-shaped recess, but the walls of the recess are stronger and continuously inclined.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Trennglieds ist die Formgebung der Vertiefung 9 überwiegend wie im Beispiel nach Fig. 6. Zusätzlich ist über dem Boden der Vertiefung ein aufragender, kegelförmiger Vorsprung 13 ausgebildet. Durch den kegelförmigen Vorsprung 13 erfolgt eine starke Streuung und Verwirbelung der Brenngase.At the in Fig. 7 shown embodiment of a separating member is the shape of the recess 9 predominantly as in the example Fig. 6 , In addition, an upstanding, conical projection 13 is formed above the bottom of the recess. By the conical projection 13 there is a strong scattering and turbulence of the fuel gases.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Trennglieds hat die Vertiefung 9 keinen ebenen Boden, sondern weist insgesamt einen annähernd parabelförmigen Querschnitt auf. Eine solche Formgebung ist besonders gut zur Vermeidung von Ablagerungen geeignet.At the in Fig. 8 shown embodiment of a separating member, the recess 9 has no flat bottom, but has an overall approximately parabolic cross-section. Such a shape is particularly well suited for the prevention of deposits.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten, beispielhaften Formgebungen der Vertiefung 9 beschränkt ist.It is understood that the invention is not limited to the illustrated, exemplary shapes of the recess 9.

Insgesamt wird durch ein vorstehend beschriebenes Eintreibgerät in Verbindung mit einer Treibladung und einer Auswahl von Befestigungsmitteln ein System zum Eintreiben eines Befestigungselements in ein Werkstück bereit gestellt. Dabei umfasst das System eine Mehrzahl von verschiedenen Befestigungsmitteln, wobei zur Abdeckung eines vollständigen Bereichs von Eintreibenergien nur eine Art von Treibladung erforderlich ist.Overall, a system for driving a fastener into a workpiece is provided by a tacker described above in conjunction with a propellant charge and a selection of fasteners. In this case, the system comprises a plurality of different attachment means, wherein only one type of propellant charge is required to cover a full range of drive-in energies.

Die auf das Kolbenglied übertragene Eintreibenergie erstreckt sich bei Verwendung derselben Treibladung von einer minimalen Eintreibenergie von 90 Joule bis zu einer maximalen Eintreibenergie von 325 Joule.The driving energy transmitted to the piston member, when using the same propellant charge, ranges from a minimum driving energy of 90 joules to a maximum driving energy of 325 joules.

Claims

A tacker comprising
a handheld housing having a piston member (2) received therein for transmitting energy to a fastener to be driven in,
a particular changeable propellant and
a combustion chamber (3) arranged between the propellant charge and the piston member (2) and extending in particular around a central axis (A),
and an actuator (104) by means of which the energy transmitted by the propellant to the piston member (2) is adjustably variable, a blower (111) connected to the combustion chamber (3) being movable by means of a movable slide (105) of the actuator (104). can be released
characterized,
that a start position of the piston member (2) by means of a second actuator (108) is adjustably variable.

A tacker according to claim 1, characterized in that the slide (105) is movable parallel to the axis (A), wherein in particular an outlet cross section of the Abblaskanals (111) is changeably adjustable depending on the position of the slide (105).

A tacker according to claim 1, characterized in that the slide (105) transversely, in particular perpendicular, to the axis (A) is movable, in particular an outlet cross-section of a Abblaskanals (111) depending on the position of the slide (105) is variably adjustable.

A tacker according to one of the preceding claims, characterized in that the release of the Abblaskanals (111) and the starting position of the piston member (2) are independently adjustable.

A tacker according to one of the preceding claims, characterized in that the second actuator comprises an adjustable stop member (108), wherein the starting position of the piston member (2) by abutment of the piston member (2) is defined on the stop member (108).

A tacker according to any one of the preceding claims, characterized in that the second actuator is operable together with the first actuator.

A tacker according to claim 6, characterized in that the second actuator is electronically connected to the first actuator.

A tacker according to claim 6, characterized in that the second actuator is mechanically connected to the first actuator, in particular via a transmission or a linkage.

A tacker according to one of the preceding claims, characterized in that
the combustion chamber (3) is subdivided into a first partial chamber (3a) adjoining the propellant charge by means of a partition member (5) which has several perforations (6) and at least one second partial chamber (3b) adjoining the piston member (2),
wherein in the first sub-chamber (3a) is provided in particular the central axis (A) enclosing ejection area for the propellant charge, which extends between the propellant charge and a central region (8) of the separating member (5).

A tacker according to claim 9, characterized in that the ejection area at the central area (8) of the partition member (5) is bounded by a closed surface of the partition member (5).

A tacker according to any one of claims 9 or 10, characterized in that the central region (8) of the separating member (5) has a recess (9).

A tacker, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that in the regular operation with the same propellant charge an adjustable by means of the actuator maximum driving energy at least twice a adjustable by means of the actuator minimum driving energy corresponds.

A tacker according to any one of the preceding claims, characterized in that the minimum driving energy is not more than 150 joules and the maximum driving energy is not less than 250 joules.

A system for driving a fastener into a workpiece, comprising a tacker according to any one of the preceding claims and a plurality of different fasteners, the system comprising only propellant charges having substantially the same propellant charge energy to cover a full range of drive-in energies.