EP3083151B1

EP3083151B1 - Driving device

Info

Publication number: EP3083151B1
Application number: EP14812247.6A
Authority: EP
Inventors: Matthias Blessing
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-12-16
Also published as: EP2886259A1; EP3083151A1; WO2015091423A1; US20160311097A1

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 13. 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.
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.
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. Ähnliche Geräte sind auch aus US 4,877,171 A und US 2004/182907 A1 bekannt. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Eintreibgerät anzugeben, das eine effektive Einstellung einer Eintreibenergie bei gegebener Treibladung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Eintreibvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung des an den Kolben angrenzenden Abschnitts der Seitenwand der Brennkammer mittels des bewegbaren Schiebers des Stellglieds kann erreicht werden, dass bei geschlossenem Schieber kein oder annähernd kein durch das Stellglied bedingtes Zusatzvolumen in der Brennkammer vorgesehen ist. Hierdurch erstreckt sich ein Regelbereich des Stellglieds auf die Möglichkeit einer besonders großen Eintreibenergie.
Das Angrenzen des von dem Schieber ausgebildeten Abschnitts an das Kolbenglied ist dabei so definiert, dass der Kolben entweder unmittelbar berührend an dem Schieber geführt ist oder dass ein definierter Restspalt zwischen dem Schieber und dem Kolbenglied verbleibt. Ein solcher Restspalt kann bei Bedarf dem Vermeiden einer Berührung von Kolbenglied und Schieber dienen, um eine reibungsarme Verstellung des Schiebers zu begünstigen und einen ungewünschten Materialabrieb zu vermeiden. Bei einer solchen berührungsfreien Auslegung des Schiebers kann dennoch im Rahmen der Maßtoleranzen erreicht werden, dass annähernd kein durch das Stellglied bedingtes Zusatzvolumen verbleibt.
Unter einem Zusatzvolumen der Brennkammer wird ein geschlossenes Volumen verstanden, dass zusätzlich zu einer das Kolbenglied einschließenden, geometrischen Grundform der Brennkammer vorgesehen ist und an die Brennkammer anschließt. Ein Zusatzvolumen im engeren Sinne der Erfindung ist dabei ein der Brennkammer hinzugefügtes Volumen, das durch die Bauart des Stellgliedes bedingt ist. Andere Zusatzvolumina, wie zum Beispiel Ausnehmungen in einem Boden des Kolbenglieds zur Verbesserung einer Verbrennung oder ähnliche Maßnahmen, können hiervon unbeschadet vorgesehen sein.
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.
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.
Unter einem Befestigungselement im Sinne der Erfindung wird allgemein jede eintreibbare Verankerung, wie zum Beispiel Nagel, Bolzen oder Schraube, verstanden.
Eine Zentralachse im Sinne der Erfindung ist eine zu der Bewegung des Befestigungselements zumindest parallele Achse, die insbesondere durch eine Mitte der Brennkammer verläuft. Der Schieber ist im Sinne der Erfindung entweder parallel zu der Achse bewegbar, wodurch eine einfache und effektive mechanische Realisierung ermöglicht ist, oder quer zu der Achse, bevorzugt senkrecht zu der Achse, bewegbar.
Bevorzugt ist dabei ein Austrittsquerschnitt eines Abblaskanals je nach Stellung des Schiebers veränderbar einstellbar. 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.The invention relates to a tacker according to the preamble of claim 1 and a system for driving a fastener into a workpiece according to the features of claim 13. From the prior art hand-held tackers with propellant charges are known in which after the 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 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 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 after Fig. 10 therefore does not include the central axis of the combustion chamber, but is annular around one central stamp of the combustion chamber arranged. The ignition of the cartridge-free charge takes place at an upper end of the central punch.
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. Similar devices are also off US 4,877,171 A and US 2004/182907 A1 known. It is the object of the invention to provide a tacker that allows an effective adjustment of a driving energy given a propellant charge.
This object is achieved according to the invention for a drive-in device mentioned above with the characterizing features of claim 1. By forming the adjacent to the piston portion of the side wall of the combustion chamber by means of the movable slide of the actuator can be achieved that is provided with closed slide no or almost no conditional by the actuator additional volume in the combustion chamber. As a result, a control range of the actuator extends to the possibility of a particularly large driving energy.
The adjoining of the portion formed by the slider to the piston member is defined so that the piston is guided either directly touching the slider or that a defined residual gap between the slider and the piston member remains. Such a residual gap can serve as needed to avoid contact of the piston member and slider to favor a low-friction adjustment of the slider and to avoid undesired material abrasion. In such a non-contact design of the slide can still be achieved within the dimensional tolerances that remains almost no additional volume caused by the actuator.
An additional volume of the combustion chamber is understood to mean a closed volume which, in addition to a geometric basic shape of the combustion chamber enclosing the piston member, is provided and adjoins the combustion chamber. An additional volume in the strict sense of the invention is a volume added to the combustion chamber, which is due to the design of the actuator. Other additional volumes, such as Recesses in a bottom of the piston member to improve combustion or similar measures, may be provided therefrom without prejudice.
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.
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.
Under a fastener according to the invention is generally understood any retractable anchoring, such as nail, bolt or screw understood.
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. The slider is in the context of the invention either parallel to the axis movable, whereby a simple and effective mechanical realization is possible, or transversely to the axis, preferably perpendicular to the axis, movable.
Preferably, an outlet cross-section of a blow-off channel is variably adjustable depending on the position of the slide. 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.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Zusatzvolumen der Brennkammer durch eine Verstellung des Schiebers einstellbar. Hierdurch kann eine besonders feine Energieregulierung erfolgen. Dabei beginnt die Regelung ausgehend von einem Zusatzvolumen von Null oder nahezu Null.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird mittels einer Verstellung des Schiebers ausgehend von einer geschlossenen Position zunächst ein zunehmendes Zusatzvolumen der Brennkammer freigegeben, und bei weiterer Verstellung des Schiebers der Abblaskanal kontinuierlich oder schrittweise freigegeben. Hierdurch kann eine besonders günstige Regelcharakteristik bei besonders großer Breite der Energieverstellung erzielt werden. Insbesondere kann auch für große Bereiche einer Energieverstellung ein zumindest annähernd linearer Zusammenhang zwischen einem Verstellweg des Schiebers und der Reduzierung der Eintreibenergie erreicht werden. Bei einer alternativen Ausführungsform wird zunächst der Abblaskanal und bei weiterer Verstellung des Schiebers ein zunehmendes Zusatzvolumen der Brennkammer freigegeben. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform werden ein zunehmendes Zusatzvolumen der Brennkammer und der Abblaskanal gleichzeitig freigegeben.
Allgemein vorteilhaft bildet die Seitenwand der Brennkammer bei geschlossenem Schieber eine geschlossene Rotationsfläche um die Zentralachse aus. Dabei ist eine Oberfläche des Schiebers Teil der Rotationsfläche, insbesondere eines zylindrischen Abschnitts einer Seitenwand der Brennkammer.
Zur optimalen Vermeidung des Zusatzvolumens bei geschlossenem Schieber hat der von dem Schieber ausgebildete Abschnitt der Seitenwand eine konkav geformte Oberfläche. Diese kann zum Beispiel einer gekrümmten Wand des Kolbenglieds angepasst sein.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine Oberfläche des Schiebers zwei Teilflächen auf, wobei eine erste der Teilflächen den Abschnitt der Seitenwand der Brennkammer ausbildet, und wobei eine zweite der Teilflächen einen Abschnitt einer Bodenfläche der Brennkammer ausbildet. Bei einer solchen Ausformung kann der Schieber im geschlossenen Zustand zum Beispiel ein L-förmiges Segment der Brennkammerwand ausfüllen. Bei einem Bewegen des Schiebers kann der den Abschnitt der Bodenfläche ausbildende Teil zurückbewegt werden und so ein einstellbares Zusatzvolumen bereitstellen, das bereits vor oder unmittelbar nach einem ersten Bewegen des Kolbenglieds durch die Brenngase beströmt werden kann.In a particularly preferred embodiment, an additional volume of the combustion chamber is adjustable by an adjustment of the slider. This allows a particularly fine energy regulation done. The control starts from an additional volume of zero or almost zero.
In a preferred development, an increasing additional volume of the combustion chamber is initially released by means of an adjustment of the slide, starting from a closed position, and released with further adjustment of the slide of the exhaust duct continuously or stepwise. In this way, a particularly favorable control characteristic can be achieved with a particularly large width of the energy adjustment. In particular, an at least approximately linear relationship between an adjustment path of the slide and the reduction of the drive-in energy can be achieved even for large areas of an energy adjustment. In an alternative embodiment, first of all the blow-off channel and with further adjustment of the slide an increasing additional volume of the combustion chamber is released. In a further alternative embodiment, an increasing additional volume of the combustion chamber and the exhaust duct are released simultaneously.
In a generally advantageous manner, when the slide is closed, the side wall of the combustion chamber forms a closed surface of revolution about the central axis. In this case, a surface of the slide part of the rotation surface, in particular a cylindrical portion of a side wall of the combustion chamber.
For optimum avoidance of the additional volume with the slider closed, the portion of the side wall formed by the slider has a concave-shaped surface. This can for example be adapted to a curved wall of the piston member.
In a particularly preferred embodiment of the invention, a surface of the slider has two partial surfaces, wherein a first of the partial surfaces forms the portion of the side wall of the combustion chamber, and wherein a second of the partial surfaces forms a portion of a bottom surface of the combustion chamber. In such a configuration, the slider can fill in the closed state, for example, an L-shaped segment of the combustion chamber wall. When the slider is moved, the portion forming the portion of the bottom surface can be moved back, and so an adjustable Provide additional volume, which can be flowed through before or immediately after a first movement of the piston member by the fuel gases.

Bei einer weiteren, hierzu alternativen oder auch ergänzenden Ausführungsform erstreckt der Schieber sich in einer geschlossenen Position über die gesamte Länge der Brennkammer erstreckt, wobei ein Führungskanal des Schiebers in einen Abblaskanal an einem vorderen Ende der Brennkammer mündet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und effektive Gestaltung des Stellglieds.In a further, alternative or supplementary embodiment, the slide extends in a closed position over the entire length of the combustion chamber, wherein a guide channel of the slide opens into a blow-off at a front end of the combustion chamber. This allows a particularly simple and effective design of the actuator.

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 ejected into the combustion chamber after ignition are initially reflected or deflected, without prejudice to their size, before contacting any of the apertures. 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 area 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 detail design The minimum driving energy is not more than 150 joules and the maximum driving power 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 15 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 15. 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 mit geschlossenem Schieber gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 2: zeigt das Eintreibgerät aus Fig. 1 mit vollständig geöffnetem Schieber.
Fig. 3: zeigt eine räumliche Detailansicht des Gerätes aus Fig. 1 im Bereich der Brennkammer.
Fig. 4: zeigt eine räumliche Schnittansicht einer Abwandlung des Eintreibgerätes aus Fig. 1 mit geöffnetem Schieber.
Fig. 4a: zeigt das Beispiel aus Fig. 4 mit geschlossenem Schieber.
Fig. 4b: zeigt eine räumliche Ansicht eines Schiebers des Eintreibgerätes aus Fig. 4.
Fig. 5: zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung bei geschlossenem Schieber.
Fig. 6: zeigt das Eintreibgerät aus Fig. 5 mit teilweise geöffnetem Schieber.
Fig. 7: zeigt eine räumliche Ansicht eines Schiebers des Eintreibgerätes aus Fig. 5.
Fig. 8: zeigt eine räumliche Schnittansicht einer Brennkammer eines Eintreibgerätes mit einem Trennglied.
Fig. 9: zeigt eine räumliche Detailansicht der Brennkammer aus Fig. 8.
Fig. 10: zeigt eine räumliche Ansicht eines Trennglieds der Brennkammer aus Fig. 8.
Fig. 11: zeigt eine räumliche Ansicht einer Brennkammer mit einem zweiten Ausführungsbeispiels eines Trennglieds.
Fig. 12: zeigt eine räumliche Ansicht einer Brennkammer mit einem dritten Ausführungsbeispiel eines Trennglieds.
Fig. 13: 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 with closed slide according to a first embodiment.
Fig. 2: shows the tacker Fig. 1 with fully open slider.
Fig. 3: shows a spatial detail view of the device Fig. 1 in the area of the combustion chamber.
Fig. 4: shows a spatial sectional view of a modification of the tacker Fig. 1 with open slide.
Fig. 4a: shows the example Fig. 4 with closed slide.
Fig. 4b: shows a spatial view of a slider of the tacker Fig. 4 ,
Fig. 5: shows a sectional view of another embodiment of the invention with the slider closed.
Fig. 6: shows the tacker Fig. 5 with partially opened slider.
Fig. 7: shows a spatial view of a slider of the tacker Fig. 5 ,
Fig. 8: shows a spatial sectional view of a combustion chamber of a tacker with a separator.
Fig. 9: shows a detailed spatial view of the combustion chamber Fig. 8 ,
Fig. 10: shows a spatial view of a separator of the combustion chamber Fig. 8 ,
Fig. 11: shows a spatial view of a combustion chamber with a second embodiment of a separator.
Fig. 12: shows a spatial view of a combustion chamber with a third embodiment of a separator.
Fig. 13: 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. Vorliegend 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 the present case is in the piston 2 a annular trough 2b formed, which contributes to a better turbulence of the fuel gases and forms a part of the combustion chamber 3.

Die Brennkammer 3 hat vorliegend eine Seitenwand 101, die als geschlossene 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. In einem Ausgangszustand des Kolbenglieds 2 liegt eine Bodenfläche des Kolbenglieds 2 an der Bodenfläche 102 der Brennkammer 3 an.The combustion chamber 3 in the present case has a side wall 101, which is designed as a closed surface of revolution parallel to the central axis A, ie as an inner cylinder. In addition, the combustion chamber 3 has a bottom surface 102 which is substantially perpendicular to the axis A extends. In an initial state of the piston member 2, a bottom surface of the piston member 2 abuts against the bottom surface 102 of the combustion chamber 3.

Zur einstellbaren Veränderung einer von dem Kolbenglied 2 bei gegebener Treibladung aufgenommenen Bewegungsenergie, und somit zur Veränderung einstellbaren Veränderung einer Eintreibenergie des Befestigungsmittels, ist ein Stellglied 104 vorgesehen. Das Stellglied 104 umfasst einen Schieber 105 sowie eine Mechanik 106 zur Verstellung einer Position des Schiebers 105.For adjustable change of a recorded by the piston member 2 at a given propellant charge of kinetic energy, and thus adjustable for changing change of a driving energy of the fastener, an actuator 104 is provided. The actuator 104 includes a slider 105 and a mechanism 106 for adjusting a position of the slider 105th

Der Schieber 105 ist parallel zu der Achse A bewegbar. Ein in Eintreibrichtung vorderer Abschnitt des Schiebers 105 hat eine um die Achse A konkav geformte Oberfläche 105a. Somit ist die Oberfläche 105a des Schiebers 105 Teil der Seitenwand 101 der Brennkammer 3. Die konkave Oberfläche 105a umgibt dabei teilweise eine Seitenwand des Kolbenglieds 2 und steht mit zu Dichtzwecken vorspringenden Ringen bzw. umlaufenden Wulsten des Kolbenglieds in Berührung.The slider 105 is movable parallel to the axis A. A driving-direction front portion of the slider 105 has a concave-shaped surface 105a about the axis A. Thus, the surface 105a of the spool 105 is part of the side wall 101 of the combustion chamber 3. The concave surface 105a partially surrounds a side wall of the piston member 2 and is in contact with sealing-projecting rings or circumferential beads of the piston member.

Die konkave Fläche 105a bildet eine erste Teilfläche des Schiebers 105. Eine zweite Teilfläche 107 des Schiebers 105 bildet ebenfalls einen Abschnitt der Oberfläche der Brennkammer aus. Dieser Abschnitt ist Teil der Bodenfläche 102 der Brennkammer 3 verläuft senkrecht zu der Achse A. Insgesamt hat die der Brennkammer zugewandte Oberfläche des Schiebers dadurch eine L-förmige Querschnittsform in einer die Achse A einschließenden Schnittebene (zum Beispiel die Zeichnungsebene der Fig. 1).The concave surface 105a forms a first partial surface of the slider 105. A second partial surface 107 of the slider 105 also forms a portion of the surface of the combustion chamber. This section is part of the bottom surface 102 of the combustion chamber 3 is perpendicular to the axis A. Overall, the combustion chamber facing surface of the slider thereby has an L-shaped cross-sectional shape in a axis enclosing the axis A cutting plane (for example, the plane of the drawing Fig. 1 ).

Der Schieber 105 ist in einer 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 ist an einem hinteren Ende des Schiebers 105 ein Außengewinde 108 angeformt. Das Außengewinde läuft in einem Innengewinde eines in axialer Richtung abgestützten, drehbar gelagerten Zahnrads 109. Ein zweites Zahnrad 110 treibt das erste Zahnrad 109 an, so dass der Schieber 105 durch die Gewindedrehung in der axialen Richtung verstellt wird.The slider 105 is received in a 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, an external thread 108 is integrally formed on a rear end of the slider 105. The external thread runs in an internal thread of an axially supported, rotatably mounted gear 109. A Second gear 110 drives the first gear 109, so that the slider 105 is displaced by the thread rotation in the axial direction.

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 slider can be manual depending on requirements. For example, via a not shown thumb wheel done. But it can also be an adjustment by means of an electric actuator. In this case, an at least partially automatic adjustment of the driving energy can take place by means of an 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.

Ein Abblaskanal 111 zweigt von der Ausnehmung 103 ab, wobei im vorliegenden Beispiel der Abblaskanal im weiteren Verlauf nach vorne und in Eintreibrichtung wegführt. Der Abblaskanal ist hier teilweise als Ausnehmung, Ausfräsung und/oder insbesondere gegenüber der Ausnehmung 103 versetzte Bohrung in dem die Brennkammer umgebenden Gehäuse ausgebildet. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel führt der Abblaskanal im weiteren Verlauf nach hinten und entgegen der Eintreibrichtung weg. Der Abblaskanal 111 wird bei geschlossenem Schieber 105 von dem Körper der Schiebers 105 überdeckt und vollständig verschlossen.A blow-off channel 111 branches off from the recess 103, wherein in the present example the blow-off channel leads away in the further course to the front and in the driving direction. The blow-off channel is here partially formed as a recess, cut-out and / or in particular with respect to the recess 103 offset bore in the surrounding the combustion chamber housing. In one embodiment, not shown, the exhaust duct leads in the further course to the rear and opposite to the driving direction away. The blow-off channel 111 is covered with the slider 105 closed by the body of the slider 105 and completely closed.

Wird der Schieber 105 ausgehend von der geschlossenen Stellung nach Fig. 1 durch die Mechanik 106 in die geöffnete Stellung nach Fig. 2 bewegt, so ergibt sich in einem ersten Bewegungsabschnitt bereits eine Freigabe des Abblaskanals 111. Darüber hinaus wird bereits bei geringer Verschiebung ein erstes Zusatzvolumen 112 am Kolbenboden und ein weiteres Zusatzvolumen 113 in der Seitenwand 101 im Bereich des vorderen Endes des Schiebers 105 freigegeben.If the slider 105, starting from the closed position to Fig. 1 through the mechanism 106 in the open position Fig. 2 In addition, a first additional volume 112 at the piston head and a further additional volume 113 in the side wall 101 in the region of the front end of the slider 105 is released even with slight displacement.

Das expandierende Gas der Treibladung kann bereits unmittelbar zu Beginn der Bewegung des Kolbenglieds 2 in das erste Zusatzvolumen 112 expandieren. Eine Expansion in das zweite Zusatzvolumen kann erfolgen, sobald ein hinteres Ende der Kolbenwand eine entsprechende Position erreicht hat. Diese Position wird umso früher erreicht, je weiter der Schieber 105 in Richtung der geöffneten Position verstellt ist.The expanding gas of the propellant can already expand immediately into the first additional volume 112 at the beginning of the movement of the piston member 2. An expansion into the second additional volume can take place as soon as a rear end of the piston wall has reached a corresponding position. This position is reached the earlier, the farther the slider 105 is moved in the direction of the open position.

Bei noch weiterer Verstellung des Schiebers 105 erfolgt dann eine kontinuierlich zunehmende Freigabe der Einlassöffnung eines zusätzlichen Abblaskanals 111a. Bei der vorliegenden Formgebung von Schieber 105 und zusätzlichem Abblaskanal 111a kann in jeder Stellung des Kolbenglieds 2 ein Entweichen der Brenngase in den Abblaskanal 111a erfolgen, insofern der Abblaskanal gemäß der Schieberstellung freigegeben ist.With still further adjustment of the slide 105 then takes place a continuously increasing release of the inlet opening of an additional Abblaskanals 111 a. In the present shaping of the slide 105 and additional blow-off channel 111a, the combustion gases can escape into the blow-off duct 111a in every position of the piston member 2 insofar as the blow-off duct is released according to the slide position.

Die Darstellung nach Fig. 4 zeigt eine gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel abgewandelte Version. Der Schieber 105 ist im Prinzip wie im vorhergehenden Beispiel ausgeformt. In der Darstellung nach Fig. 4 befindet er sich in vollständig geöffneter Position.The representation after Fig. 4 shows a modified version compared to the embodiment described above. The slider 105 is formed in principle as in the previous example. In the illustration after Fig. 4 he is in the fully open position.

Der Abblaskanal 111 ist hier als an den Schieber 105 angrenzender, parallel zu der Achse A nach vorne verlaufender Kanal ausgebildet. Ein hinteres Ende des Abblaskanals 111 erstreckt sich bis hinter die Ebene des Bodens der Brennkammer 3.The Abblaskanal 111 is here as adjacent to the slider 105, formed parallel to the axis A forwardly extending channel. A rear end of the Abblaskanals 111 extends beyond the plane of the bottom of the combustion chamber. 3

Hierdurch wird der Abblaskanal 111 bei jeder Stellung des Schiebers 105 freigegeben. Allerdings kann ein Austreten der Gase in den Abblaskanal 111 bei teilweise geöffnetem Schieber erst ab einer vorgeschobenen Position des Kolbenglieds 2 erfolgen. Bei vollständig geöffnetem Schieber (siehe Fig. 4) erfolgt das Austreten der Gase in den Abblaskanal bereits in der Grundstellung des Kolbenglieds 2, da das vordere Ende des Schiebers 105 hier bis zu der Ebene des Brennkammerbodens zurückgezogen ist.As a result, the blow-off channel 111 is released at each position of the slide 105. However, leakage of the gases into the blow-off channel 111 with the slide partially open can only take place from an advanced position of the piston member 2. When the slide is fully open (see Fig. 4 ), the escape of the gases in the exhaust duct already in the basic position of the piston member 2, since the front end of the slider 105 is retracted here to the plane of the combustion chamber floor.

Das Zusatzvolumen 112 ist wie im ersten Ausführungsbeispiel vorhanden und kann zumindest bei teilweise geöffnetem Schieber 105 als geschlossenes Volumen für einen ersten Abschnitt der Kolbenbewegung wirken.The additional volume 112 is present as in the first exemplary embodiment and can act as a closed volume for a first portion of the piston movement, at least when the slide 105 is partially open.

Fig. 5 bis Fig. 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu den vorhergehenden Beispielen endet der Schieber 105 hier nicht nach einem Teil der Länge der Brennkammer 3. Viermehr erstreckt der Schieber 105 sich in einer geschlossenen Position über die gesamte Länge der Brennkammer. Der Schieber ist ähnlich den vorhergehenden Beispielen in einem Führungskanal 103 in Form einer Ausnehmung in der Seitenwand 101 der Brennkammer 3 aufgenommen. Im vorliegenden Beispiel erstreckt sich der Führungskanal 103 des Schiebers 105 aber über die gesamte Länge der Brennkammer 3 und mündet an einem vorderen Ende der Brennkammer in einen Abblaskanal 111. Fig. 5 to Fig. 7 show a further embodiment of the invention. Unlike the previous examples, the spool 105 does not terminate after a portion of the length of the combustion chamber 3. Fourth, the spool 105 extends in a closed position over the entire length of the combustion chamber. The slide is similar to the previous examples in a guide channel 103 in the form of a recess in the side wall 101 of the combustion chamber 3 is added. In the present example, however, the guide channel 103 of the slide 105 extends over the entire length of the combustion chamber 3 and opens at a front end of the combustion chamber into a blow-off channel 111.

Der Abblaskanal 111 verläuft vorliegend an einer der Brennkammer 3 vorgelagerten Führung 114 des Kolbenglieds 2 entlang und endet 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.In the present case, the blow-off channel 111 extends along a guide 114 of the piston member 2 upstream of the combustion chamber 3 and ends 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.

Gemäß der in Fig. 7 gezeigten, räumlichen Darstellung des Schiebers 105 ist dieser als im Wesentlichen prismatischer Körper ausgebildet, der einen seitlich vorragenden Zapfen 115 aufweist. Mittels des Zapfens 115 kann die gewünschte Position des Schiebers in der Führung 103 eingestellt werden. Hierzu kann eine entsprechende Mechanik (nicht dargestellt) des Stellglieds mit dem Zapfen 115 des Schiebers 105 verbunden sein.According to the in Fig. 7 shown, spatial representation of the slider 105, this is formed as a substantially prismatic body having a laterally projecting pin 115. By means of the pin 115, the desired position of the slider in the guide 103 can be adjusted. For this purpose, a corresponding mechanism (not shown) of the actuator with the pin 115 of the slider 105 may be connected.

Bei einer vorderen, geschlossenen Position des Schiebers 105 (siehe Fig. 5) verläuft der Schieber in der Ausnehmung 103 bis zu dem Anfang des Abblaskanals 111. In dieser Position ist die gesamte Seitenwand 101 der Brennkammer ohne Ausnehmungen zylindrisch geformt. Es liegt dabei keine Reduzierung der Eintreibenergie bzw. ein Maximum der Eintreibenergie vor.At a front, closed position of the slider 105 (see Fig. 5 ), the slide in the recess 103 extends to the beginning of the Abblaskanals 111. In this position, the entire side wall 101 of the combustion chamber without recesses is cylindrically shaped. There is no reduction of the driving energy or a maximum of the driving energy.

Fig. 6 zeigt den Schieber in einer teilweise zurückgezogenen Position, durch die eine reduzierte Eintriebenergie erreicht wird. Je weiter der Schieber 105 zurückgezogen wird, desto früher überstreicht das hintere Endes des Kolbenglieds 2 das Ende des Schiebers, und desto früher werden die Gase der Treibladung abgeblasen. Dabei wirkt der freigegebene Teil der Führung 103 des Schiebers 105 als ein verlängerter Teil des Abblaskanals 111. Fig. 6 shows the slider in a partially retracted position, through which a reduced drive energy is achieved. The further the slider 105 is retracted, the sooner the rear end of the piston member 2 sweeps the end of the slider, and the earlier the gases of the propellant charge are blown off. In this case, the released part of the guide 103 of the slider 105 acts as an extended part of the Abblaskanals 111th

Durch die konkrete Ausformung des Schiebers im Beispiel nach Fig. 5 bis Fig. 7 wird kein geschlossenes Zusatzvolumen der Brennkammer 3 durch eine Verstellung des Schiebers 105 erzielt. Bei einer nicht dargestellten Abwandlung kann der Schieber 105 aber auch in diesem Beispiel eine Abstufung wie in den vorhergehenden Beispielen aufweisen, durch die eine verschiebbare Teilfläche der Bodenfläche der Brennkammer gebildet wird.By the concrete shape of the slide in the example after Fig. 5 to Fig. 7 no closed additional volume of the combustion chamber 3 is achieved by an adjustment of the slide 105. In a modification, not shown, but the slider 105 may also in this example have a gradation as in the previous examples, by which a displaceable part surface of the bottom surface of the combustion chamber is formed.

Die nachfolgende Beschreibung betrifft optimierte Ausgestaltungen der Brennkammer des Eintreibgerätes mittels eines Trennglieds. Obwohl in den Zeichnungen Fig. 8 bis Fig. 13 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. 8 to Fig. 13 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. 8 bis Fig. 13 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. 8 to Fig. 13 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. 11 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. 11 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. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel Trennglieds ist die Formgebung der Vertiefung 9 überwiegend wie im Beispiel nach Fig. 11. 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. 12 shown embodiment separator is the shape of the recess 9 predominantly as in the example Fig. 11 , 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. 13 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. 13 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

Driving tool, comprising
a hand-held housing with a piston member (2) accommodated therein for transmitting energy to a fastening element to be driven,
an, in particular exchangeable, driving charge and
a combustion chamber (3) arranged between the driving 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 to be transmitted from the driving charge to the piston member (2) is adjustably variable, wherein a slide member (105) is movable parallel or transversely, in particular perpendicularly, to the axis (A), an outlet cross section of a discharge channel (111) being variably adjustable, depending on the position of the slide member (105),
characterised in that
a movable slide member (105) of the actuator (104) forms a side wall (101) of the combustion chamber (3) adjacent to the piston member (2) such that, with the slide member closed, no additional volume, or approximately no additional volume, determined by the actuator is provided in the combustion chamber.
Driving tool according to Claim 1, characterised in that an additional volume (112, 113) of the combustion chamber can be adjusted by displacement of the slide member (105).
Driving tool according to either of Claims 1 and 2, characterised in that an increasing additional volume (112, 113) of the combustion chamber (3) is initially opened by means of a displacement of the slide member (105) starting from a closed position, and in that a discharge channel (111) is opened upon further displacement of the slide member (105).
Driving tool according to either of Claims 1 and 2, characterised in that, by means of a displacement of the slide member (105) starting from a closed position, the discharge channel (111) is first opened, and in that upon further displacement of the slide member (105) an increasing additional volume (112, 113) of the combustion chamber (3) is opened.
Driving tool according to either of Claims 1 and 2, characterised in that, by means of a displacement of the slide member (105) starting from a closed position, an increasing additional volume (112, 113) of the combustion chamber (3), and the discharge channel (111), are opened, beginning simultaneously.
Driving tool according to any one of the preceding claims, characterised in that, with the slide member (105) closed, the side wall (101) of the combustion chamber forms a closed rotational surface around the central axis (A).
Driving tool according to any one of the preceding claims, characterised in that the section of the side wall (101) formed by the slide member (105) has a concave surface (105a).
Driving tool according to any one of the preceding claims, characterised in that a surface of the slide member has two partial surfaces (105a, 107), a first of the partial surfaces (105a) forming a section of the side wall (101) of the combustion chamber (3), and a second of the partial surfaces (107) forming a section of a bottom surface (102) of the combustion chamber (3).
Driving tool according to any one of the preceding claims, characterised in that, in a closed position, the slide member (105) extends over the full length of the combustion chamber (3), a guide channel (103) of the slide member (105) opening into a discharge channel (111) at a front end of the combustion chamber (3).
Driving tool according to any one of the preceding claims, characterised in that the combustion chamber (3) is subdivided, by means of a dividing. member (5) having a plurality of openings (6), into a first partial chamber (3a) adjacent to the driving charge and at least one second partial chamber (3b) adjacent to the piston member (2),
wherein, in the first partial chamber (3a), a discharge region for the driving charge enclosing, in particular, the central axis (A) and extending between the driving charge and a central region (8) of the dividing member (5), is provided.
Driving tool according to Claim 10, characterised in that, in the central region (8) of the dividing member (5), the discharge region is delimited by a closed surface of the dividing member (5), and/or the central region (8) of the dividing member (5) has a recessed portion (9).
Driving tool, in particular according to any one of the preceding claims, characterised in that, in normal operation and with the same driving charge, a maximum driving energy which can be set by means of the actuator (104) is at least twice a minimum driving energy which can be set by means of the actuator (104).
System for driving a fastening element into a workpiece, comprising a driving tool according to any one of the preceding claims and a plurality of different fastening means, wherein the system encompasses only driving charges having substantially equal driving charge energy in order to cover a complete range of driving energies