EP3349946B1 - Brenngasbetriebenes eintreibgerät mit aufladung - Google Patents

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EP3349946B1
EP3349946B1 EP16760727.4A EP16760727A EP3349946B1 EP 3349946 B1 EP3349946 B1 EP 3349946B1 EP 16760727 A EP16760727 A EP 16760727A EP 3349946 B1 EP3349946 B1 EP 3349946B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
seal
combustion chamber
driving tool
tool according
fastener driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16760727.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3349946A1 (de
Inventor
Tilo Dittrich
Norbert Heeb
Peter Bruggmueller
Thomas Sperrfechter
Dominik Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP15185079.9A external-priority patent/EP3141348A1/de
Priority claimed from EP15201878.4A external-priority patent/EP3184249A1/de
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3349946A1 publication Critical patent/EP3349946A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/008—Safety devices

Definitions

  • the invention relates to a driving tool, in particular a handheld driving tool, according to the preamble of claim 1.
  • EP 1 995 022 A1 describes a rechargeable tacker in which a combustion chamber comprises a first combustion chamber part fixed to the housing and a second combustion chamber part which can be displaced in the manner of a sleeve.
  • the combustion chamber parts are sealed against one another in a closed position by means of radially acting sealing rings.
  • Z Other examples are from the US2007101954A1 or US2007138230A1 known.
  • each element forming a wall section of the closed combustion chamber is viewed in addition to the drive piston itself.
  • the relative movement of such partial housings is used to close and / or clamp the combustion chamber, the movement being coupled with a safety mechanism that requires the device to be correctly placed on a workpiece.
  • the first part of the housing comprises elements that are arranged in a fixed position with respect to a device housing, the second part of the housing being axially displaceable relative to the first part of the housing.
  • the axial direction is generally preferably identical to a piston axis of the driving piston, as a result of which the mechanical structure is simplified overall.
  • a monotonous increase in the contact pressure with the overpressure is understood to mean that at least over an area of an operational overpressure of the combustion chamber there is an increase in the force acting on the seal in the axial direction.
  • An overpressure of the fuel gas mixture in the sense of the invention means an increased pressure to increase the driving energy. Even with conventional, non-charged devices, the pressure of the fuel gas mixture is usually somewhat above an ambient pressure, since the fuel gas under pressure is added to the air in the combustion chamber, which is at atmospheric pressure. This is only a small increase in pressure.
  • An overpressure in the sense of the invention is preferably at least 100 mbar, particularly preferably at least 200 mbar, above atmospheric pressure.
  • an axial load on the seal is understood to mean an application of force to the seal by a sealing surface, the force component of which in the axial direction is at least equal to or greater than a radially directed force component perpendicular thereto.
  • the axial force component is preferably at least twice as large, particularly preferably at least three times as large as the radial component.
  • the seal consists of a polymer, preferably an elastomer.
  • a preferred elastomer can be, for example, a natural rubber, a silicone rubber, a fluororubber or another fluorinated elastomer.
  • Such seals have a high sealing effect with good Tolerance to contamination or aging of the sealing surfaces.
  • the axially loaded seal is generally preferred as a closed ring seal.
  • the partial housings have a stop in their relative movement, a sealed state of the partial housings being present over the length of a sealing path before the stop is reached.
  • a sealing path is understood to mean the distance in the axial direction between a start of the sealing effect and a mechanically defined end or the stop of the movement. This allows a reliable seal also with regard to thermal or other length changes or tolerances.
  • the sealing path is expediently larger than the range of the tolerances that occur.
  • the sealing path is at least 0.2 mm, particularly preferably at least 0.4 mm.
  • the sealing path is particularly preferably between 0.2 mm and 1.5 mm.
  • Such a sealing path can be achieved in a simple manner in that the seal is reversibly deformed over the entire sealing path.
  • a wall part of one of the partial housings is resiliently deformable or serves as a stop.
  • the second partial housing forms a sleeve which can be displaced in the axial direction, the first seal acting on a first end of the sleeve and a second seal on a second end of the sleeve.
  • This allows the combustion chamber to be opened over a large area simply by moving the second partial housing.
  • the overpressure presses the sleeve with respect to the first seal in the closing direction and presses with respect to the second seal in an opposite opening direction, with a resulting total force acting in the closing direction. This can be achieved, for example, in that the first seal encompasses a larger area in axial projection than the second seal.
  • the second partial housing forms a bottom of the combustion chamber which is displaceable in the axial direction.
  • the combustion chamber can form a variable but closed volume when the partial housings are moved.
  • the radial seal forms a seal of the combustion chamber during a thermal return process of the driving piston. This allows a simple construction of the device with regard to a piston return.
  • the hot reaction products of the fuel gas cool after the driving process in the closed volume of the combustion chamber, which leads to a negative pressure and a corresponding restoring force.
  • the radial seal is only exposed to relatively small pressure differences, while the first seal can also be out of engagement with the partial housings.
  • the tacker off Fig. 1 is a hand-held device, comprising a housing 1 and a combustion chamber 2 accommodated therein.
  • the driving piston 4 comprises a driving plunger 5 for driving a nail member (not shown) into a workpiece, not shown.
  • an ignitable fuel gas mixture is introduced into the combustion chamber 2 by means of a fuel gas storage device 6.
  • the fuel gas mixture is by means of a Charging member 7 compressed to a positive pressure.
  • the charging member is designed as an electrically driven compressor supplied by a battery 8, which is arranged as an integral part of the driving device within the housing 1.
  • the charging member is a device that is separate from the driving tool.
  • charging can also take place by means of a resetting of the driving piston 4, in particular driven by combustion, or in some other way.
  • the fuel gas is introduced into the air of the combustion chamber 2 from the fuel gas storage 6 via a metering valve 9.
  • the fuel gas injection can take place in the not yet compressed, partially compressed or even completely compressed air.
  • ignition of the fuel gas mixture can then be triggered via a spark plug via a manually operated trigger 10, so that the driving piston 4 is driven and drives the nail member (not shown) from a magazine 11 into the workpiece via the driving plunger 5.
  • the exhaust gases of the ignited and expanded fuel gas can enter the exterior via outlet openings 12 at the end of the path of the driving piston.
  • An electrical fan 13 is arranged in the combustion chamber 2 and is used for better mixing of the fuel gas and / or an effective purging of the combustion chamber.
  • the entire fan with the drive motor 13a is positioned within the combustion chamber, so that the electrical feed lines 13b are guided to the outside via a pressure-tight bushing.
  • the drive motor 13a is accommodated in an additional protective housing 13c within the combustion chamber, in which, in particular, damping material can be provided to protect the engine from high accelerations.
  • the combustible chamber 2 is to be understood in the ignitable state as a closed space, the wall of which is formed by several parts or sections. One of the sections is formed by the driving piston 4, which is accelerated in the direction of a piston axis A after the ignition.
  • a further section is formed by a first partial housing 2a of the combustion chamber 2, which consists of elements which are positioned in a fixed position relative to the housing 1.
  • a second partial housing 2b of the combustion chamber 2 is designed as a sleeve which is movable relative to the first partial housing 2a.
  • the second sub-housing 2b is only linear and axially displaceable in the direction of the piston axis A.
  • the sleeve 2a comprises, at axially opposite ends, radially projecting collars 14, on which sealing surfaces are formed for bearing against a first seal 15 and a second seal 16.
  • the seals 15, 16 are each received on a first radially extending wall section 17 and on a second radially extending wall section 18 of the first partial housing 2a.
  • each of the seals can also be accommodated on the movable, second partial housing.
  • the seals 15, 16 consist of an elastomer and are designed as circumferential ring seals.
  • An overpressure in the combustion chamber acts in the closed position of the second partial housing on one seal 15 in the opening direction and on the other seal 16 in the closing direction.
  • the axial projections of the surfaces F1, F2, which are encompassed by the seals 15, 16, are of different sizes.
  • the area F2 of the first seal 15, which is loaded by the excess pressure in the closing direction of the sleeve, is significantly larger than the area F1 of the second seal 16, which is relieved of the excess pressure in the opening direction of the sleeve.
  • the overpressure therefore results in a pressure force in the closing direction of the second part housing 2b.
  • the overpressure there is therefore an increase in the pressing forces on those of the seals 15, 16.
  • the forces acting directly on the seals 15, 16 therefore take at least this way long with a pressure increase until the second partial housing abuts against a stop (not shown) with respect to the first partial housing.
  • the increase in force takes place starting from a first sealing position of the second part housing over a defined sealing path during continuously increasing deformation of the elastic seals 15, 16 until the stop of the second part housing is reached.
  • the sealing path is preferably between about 0.4 and 1.5 mm, depending on the state of aging and the elasticity of the seals 15, 16. Taking into account the dimension and material of the seals 15, 16, a minimum sealing path is ensured which is greater than the construction tolerances that occur and the thermal conditions Changes in length of the partial housing 2a, 2b.
  • the second partial housing 2b is composed of two housing halves 19, 20, which in turn are sealed to one another by means of an annular seal 21. This construction of the second housing part 2b allows easy installation and maintenance of the driving tool.
  • the excess pressure can be released in a controlled manner by means of a valve member (not shown) until the second housing part 2b can be moved again without force.
  • the second partial housing 2b can be connected to a known safety mechanism (not shown), so that only a controlled placement of the driving tool on a workpiece leads to a displacement of the second partial housing and a corresponding closing of the combustion chamber volume.
  • the second exemplary embodiment shown is a collapsing combustion chamber.
  • the first part housing 2a of the combustion chamber which is arranged stationary with respect to the housing 1 of the driving tool, is essentially designed as a hollow cylinder.
  • a base which can be displaced in the direction of the piston axis forms the second partial housing 2b in the sense of the invention. Accordingly, in this embodiment, only a single axially loaded ring seal 15 is required to ensure a reliable seal.
  • the base 2b bears against the seal 15 in the axial direction.
  • the bottom 2b is pressed against the seal 15 with increasing overpressure with increasing contact pressure.
  • a stop can be formed analogously to the previous example, and a defined sealing path can be provided by means of the elastic deformability of the seal 15.
  • a sealing of the bottom 2b with respect to the first partial housing 2a may nevertheless be desired in order to enable the drive-in piston 4 to be thermally reset.
  • the hot gases are initially reduced to normal pressure via the outlet opening 12 after the ignition, the piston passing over the openings 12 in the rebound and the volume in the cylinder and combustion chamber 2 closing again.
  • a negative pressure is now created in the closed volume, causing the piston to be pulled in the direction of the starting position.
  • a further radial seal 22 ( Fig. 5 ) is provided, which slides on the inner wall of the first part housing 2a.
  • Fig. 5 shows a possible constructive detailed design of the bottom 2b with the seals 15, 22.
  • the first, axially loaded seal is fixed by means of a locking ring 23 and a support ring 24 on the inner circumference of the first part housing 2a.
  • the bottom or the movable second sub-housing 2b presses against the elastic seal 15 with a bead-like protruding sealing surface.
  • the radial seal 22 is inserted into a circumferential circumferential groove 25 of the base 2b and slides on the inner wall of the first part housing 2a. Since the radial seal only has to seal the pressure conditions over short periods of time, it can consist of a hard or relatively inelastic sealing material.
  • the movable sub-housing 2b is preferably coupled to a safety mechanism of the driving tool.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, insbesondere ein handgeführtes Eintreibgerät, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • EP 1 995 022 A1 beschreibt ein aufladbares Eintreibgerät, bei dem eine Brennkammer einen ersten, gehäusefesten Brennkammerteil und einen zweiten, nach Art einer Hülse verschiebbaren Brennkammerteil umfasst. Die Brennkammerteile werden in einer geschlossenen Position mittels radial wirkender Dichtungsringe gegeneinander abgedichtet. Z Andere Beispiele sind aus der US2007101954A1 oder US2007138230A1 bekannt.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Eintreibgerät anzugeben, das einen hohen Ladedruck der Brennkammer erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Eintreibgerät erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch das Vorsehen der in axialer Richtung mit einer Andruckkraft beaufschlagbaren Dichtung, wobei die Andruckkraft monoton mit dem Überdruck in der Brennkammer ansteigt, ist eine grundsätzlich verbesserte Abdichtung ermöglicht. Insbesondere wird durch das Ansteigen der Andruckkraft eine selbstverstärkende Abdichtung der Brennkammer erzielt. Zudem kann durch eine solche Dichtungsanordnung die Reibung zwischen der Dichtung und den bewegbaren Teilgehäusen verringert werden. Ein alterungsbedingter Materialzustand der Dichtung hat daher allenfalls einen nachrangigen Einfluss auf die Abdichtung. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Teilgehäuse zusätzlich über eine zu der axialen Richtung senkrecht wirkende Radialdichtung zueinander abgedichtet sind. Die Radialdichtung erlaubt dabei ein Verschieben der Teilgehäuse zueinander, ohne dass eine Abdichtung vollständig aufgehoben wird.
  • Unter einem Teilgehäuse der Brennkammer wird vorliegend jedes einen Wandabschnitt der geschlossenen Brennkammer ausbildende Element außer dem Eintreibkolben selbst angesehen. Bei vielen Bauarten von Eintreibgeräten wird die relative Bewegung solcher Teilgehäuse zum Schließen und/oder Aufspannen der Brennkammer genutzt, wobei die Bewegung mit einer Sicherheitsmechanik gekoppelt ist, die ein korrektes Aufsetzen des Gerätes auf ein Werkstück erfordert. Zumeist umfasst das erste Teilgehäuse dabei Elemente, die ortsfest bezüglich eines Gerätegehäuses angeordnet sind, wobei das zweite Teilgehäuse gegenüber dem ersten Teilgehäuse axial verschiebbar ist. Allgemein bevorzugt ist die axiale Richtung dabei identisch mit einer Kolbenachse des Eintreibkolbens, wodurch der mechanische Aufbau insgesamt vereinfacht wird.
  • Unter einem monotonen Anstieg der Andruckkraft mit dem Überdruck wird verstanden, dass zumindest über einen Bereich eines betriebsgemäßen Überdrucks der Brennkammer ein Anstieg der auf die Dichtung in axialer Richtung wirkenden Kraft einhergeht.
  • Unter einem Überdruck des Brenngasgemisches im Sinne der Erfindung wird ein erhöhter Druck zur Steigerung der Eintreibenergie verstanden. Auch bei herkömmlichen, nicht aufgeladenen Geräten liegt der Druck des Brenngasgemisches meist etwas oberhalb eines Umgebungsdrucks, da das unter Druck stehende Brenngas zu der unter Atmosphärendruck stehenden Luft in der Brennkammer hinzugefügt wird. Dabei handelt es sich nur um eine geringe Druckerhöhung. Ein Überdruck im Sinne der Erfindung liegt bevorzugt um wenigstens 100 mbar, besonders bevorzugt um wenigstens 200 mbar über dem Atmosphärendruck.
  • Unter einer axialen Belastung der Dichtung wird im Sinne der Erfindung eine Kraftbeaufschlagung der Dichtung durch eine Dichtfläche verstanden, deren Kraftkomponente in der axialen Richtung zumindest gleich groß oder größer ist als eine dazu senkrechte, radial gerichtete Kraftkomponente. Bevorzugt ist die axiale Kraftkomponente wenigstens doppelt so groß, besonders bevorzugt wenigstens dreimal so groß wie die radiale Komponente.
  • Allgemein bevorzugt, aber nicht notwendig besteht die Dichtung aus einem Polymer, bevorzugt einem Elastomer. Bei einem bevorzugten Elastomer kann es sich zum Beispiel um ein Naturkautschuk, ein Silikonkautschuk, einen Fluorkautschuk oder ein sonstiges fluoriertes Elastomer handeln. Solche Dichtungen haben eine hohe Dichtwirkung bei guter Toleranz gegenüber Verunreinigung oder Alterung der Dichtflächen. Allgemein bevorzugt ist die axial belastete Dichtung als geschlossene Ringdichtung ausgeformt.
  • Bei einer allgemein vorteilhaften Weiterbildung weisen die Teilgehäuse einen Anschlag in Ihrer relativen Bewegung auf, wobei ein abgedichteter Zustand der Teilgehäuse über die Länge eines Dichtwegs vor einem Erreichen des Anschlags vorhanden ist. Unter einem Dichtweg wird dabei die Distanz in der axialen Richtung zwischen einem Beginn der Dichtwirkung und einem mechanisch definierten Ende bzw. dem Anschlag der Bewegung verstanden. Dies erlaubt eine zuverlässige Abdichtung auch im Hinblick auf thermisch oder sonstig bedingte Längenänderungen bzw. Toleranzen. Der Dichtweg ist dabei zweckmäßig größer als der Bereich der auftretenden Toleranzen. In bevorzugter Detailgestaltung beträgt der Dichtweg wenigstens 0,2 mm, besonders bevorzugt wenigstens 0,4 mm. Besonders bevorzugt beträgt der Dichtweg zwischen 0,2 mm und 1,5 mm.
  • Auf einfache Weise kann ein solcher Dichtweg dadurch erreicht werden, dass die Dichtung über den gesamten Dichtweg reversibel deformiert ist. Bei alternativen oder ergänzenden Ausführungsformen kann zur Erreichung des definierten Dichtwegs auch vorgesehen sein, dass ein Wandteil eines der Teilgehäuse federelastisch deformierbar ist oder als Anschlag dient.
  • Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Teilgehäuse eine in der axialen Richtung verschiebbare Hülse ausbildet, wobei die erste Dichtung an einem ersten Ende der Hülse und eine zweite Dichtung an einem zweiten Ende der Hülse angreift. Dies erlaubt eine großflächige Öffnung der Brennkammer durch einfaches Verschieben des zweiten Teilgehäuses. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Überdruck die Hülse bezüglich der ersten Dichtung in Schließrichtung drückt und bezüglich der zweiten Dichtung in eine entgegengesetzte Öffnungsrichtung drückt, wobei eine resultierende Gesamtkraft in die Schließrichtung wirkt. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass die erste Dichtung in axialer Projektion eine größere Fläche umfängt als die zweite Dichtung.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung bildet das zweite Teilgehäuse einen in der axialen Richtung verschiebbaren Boden der Brennkammer aus. Durch diese Konstruktion kann die Brennkammer bei einem Verschieben der Teilgehäuse ein veränderliches, aber geschlossenes Volumen ausbilden.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Radialdichtung eine Abdichtung der Brennkammer während eines thermischen Rückholvorgangs des Eintreibkolbens ausbildet. Dies erlaubt eine einfache Konstruktion des Gerätes bezüglich einer Kolbenrückführung. Dabei kühlen die heißen Reaktionsprodukte des Brenngases nach dem Eintreibvorgang in dem geschlossenen Volumen der Brennkammer ab, was zu einem Unterdruck und einer entsprechenden Rückstellkraft führt. Die Radialdichtung ist dabei nur relativ geringen Druckdifferenzen ausgesetzt, während die erste Dichtung sich zugleich außer Eingriff mit den Teilgehäusen befinden kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen 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 schematische Schnittansicht eines Eintreibgerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand mit geöffneter Brennkammer.
    Fig. 2
    zeigt eine Detailansicht der Brennkammer des Eintreibgerätes aus Fig. 1 in einem geschlossenen Zustand.
    Fig. 3
    zeigt eine schematische Schnittansicht eines Eintreibgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand mit aufgeladener Brennkammer.
    Fig. 4
    zeigt das Eintreibgerät aus Fig. 2 mit teilweise kollabierter Brennkammer.
    Fig. 5
    zeigt eine Schnittansicht einer Detailgestaltung der Brennkammer des Eintreibgerätes aus Fig. 3.
  • Das Eintreibgerät aus Fig. 1 ist ein handgeführtes Gerät, umfassend ein Gehäuse 1 und eine darin aufgenommene Brennkammer 2. An die Brennkammer 2 grenzt ein Zylinder 3 mit einem darin geführten Eintreibkolben 4 an. Der Eintreibkolben 4 umfasst einen Eintreibstößel 5 zum Eintreiben eines Nagelglieds (nicht dargestellt) in ein nicht dargestelltes Werkstück.
  • Ein zündfähiges Brenngasgemisch wird vorliegend mittels eines Brenngasspeichers 6 in die Brennkammer 2 eingebracht. Das Brenngasgemisch wird dabei mittels eines Aufladungsglieds 7 auf einen Überdruck komprimiert. Das Aufladungsglied ist als elektrisch angetriebener und über einen Akku 8 versorgter Kompressor ausgebildet, welcher als integraler Bestandteil des Eintreibgeräts innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist. Bei weiteren Ausführungsformen ist das Aufladungsglied eine von dem Eintreibgerät abgetrennte Vorrichtung. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Aufladung auch mittels einer insbesondere durch Verbrennung angetriebenen Rückstellung des Eintreibkolbens 4 oder auf sonstige Weise erfolgen.
  • Das Brenngas wird über ein Dosierventil 9 von dem Brenngasspeicher 6 in die Luft der Brennkammer 2 eingebracht. Die Brenngasinjektion kann je nach Anforderungen in die noch nicht komprimierte, teilkomprimierte oder auch vollständig komprimierte Luft erfolgen.
  • Im vollständig rückgestellten Zustand (siehe Fig. 1) wird der Eintreibkolben 4 durch einen Kolbenhalter (nicht dargestellt) gegen den Überdruck in der Brennkammer gehalten.
  • Bei beladener Brennkammer kann dann über einen handbetätigten Trigger 10 eine Zündung des Brenngasgemisches über eine Zündkerze ausgelöst werden, so dass der Eintreibkolben 4 vorgetrieben wird und über den Eintreibstößel 5 das Nagelglied (nicht dargestellt) aus einem Magazin 11 in das Werkstück eintreibt. Die Abgase des gezündeten und expandierten Brenngases können zum Ende des Weges des Eintreibkolbens über Auslassöffnungen 12 in den Außenraum eintreten.
  • In der Brennkammer 2 ist ein elektrischer Ventilator 13 angeordnet, der für eine bessere Durchmischung des Brenngases und/oder eine effektive Spülung der Brennkammer verwendet wird. Vorliegend ist der gesamte Ventilator mit Antriebsmotor 13a innerhalb der Brennkammer positioniert, so dass die elektrischen Zuleitungen 13b über eine druckdichte Durchführung nach außen geleitet sind. Der Antriebsmotor 13a ist in einem zusätzlichen Schutzgehäuse 13c innerhalb der Brennkammer aufgenommen, in dem insbesondere Dämpfungsmaterial zum Schutz des Motors vor hohen Beschleunigungen vorgesehen sein kann. Die Brennkammer 2 ist im zündfähigen Zustand als geschlossener Raum zu verstehen, dessen Wand von mehreren Teilen bzw. Abschnitten gebildet wird. Einer der Abschnitte wird von dem Eintreibkolben 4 gebildet, der nach der Zündung in Richtung einer Kolbenachse A beschleunigt wird.
  • Ein weiterer Abschnitt wird von einem ersten Teilgehäuse 2a der Brennkammer 2 gebildet, das aus ortsfest gegenüber dem Gehäuse 1 positionierten Elementen besteht.
  • Ein zweites Teilgehäuse 2b der Brennkammer 2 ist als gegenüber dem ersten Teilgehäuse 2a bewegbare Hülse ausgebildet. Das zweite Teilgehäuse 2b ist vorliegend ausschließlich linear und in Richtung der Kolbenachse A axial verschiebbar.
  • Die Hülse 2a umfasst an axial gegenüberliegenden Enden radial vorragende Kragen 14, an denen Dichtflächen zur Anlage an einer ersten Dichtung 15 und an einer zweiten Dichtung 16 ausgebildet sind.
  • Die Dichtungen 15, 16 sind vorliegend jeweils an einem ersten radial erstreckten Wandabschnitt 17 und an einem zweiten radial erstreckten Wandabschnitt 18 des ersten Teilgehäuses 2a aufgenommen. Alternativ kann jede der Dichtungen auch an dem bewegbaren, zweiten Teilgehäuse aufgenommen sein. Die Dichtungen 15, 16 bestehen aus einem Elastomer und sind als umlaufenden Ringdichtungen ausgebildet.
  • Wird das zweite Teilgehäuse in Schließrichtung verschoben (Richtung nach rechts in Fig. 1 und Fig. 2), so kommen die Dichtflächen der Teilgehäuse 2a, 2b in axialer Richtung zur Anlage an den Dichtungen 15, 16. Entsprechend wirkt eine Andruckkraft in der axialen Richtung auf die Dichtungen 15, 16.
  • Ein Überdruck in der Brennkammer wirkt in der geschlossenen Position des zweiten Teilgehäuses auf die eine Dichtung 15 in Öffnungsrichtung und auf die andere Dichtung 16 in Schließrichtung. Dabei sind die axialen Projektionen der Flächen F1, F2, die von den Dichtungen 15, 16 umfangen werden, unterschiedlich groß. Die Fläche F2 der ersten Dichtung 15, die durch den Überdruck in Schließrichtung der Hülse belastet wird, ist deutlich größer als die Fläche F1 der zweiten Dichtung 16, die vom Überdruck in Öffnungsrichtung der Hülse entlastet wird.
  • In der Summe der angreifenden Druckkräfte resultiert daher durch den Überdruck eine Andruckkraft in Schließrichtung des zweiten Teilgehäuses 2b. Bei einer Zunahme des Überdrucks erfolgt daher eine Erhöhung der Andruckkräfte auf die der Dichtungen 15, 16. Die auf die Dichtungen 15, 16 unmittelbar wirkenden Kräfte nehmen daher zumindest so lange mit einer Druckerhöhung zu, bis das zweite Teilgehäuse an einem Anschlag (nicht dargestellt) gegenüber dem ersten Teilgehäuse anliegt.
  • Die Kraftzunahme erfolgt ausgehend von einer ersten dichtenden Position des zweiten Teilgehäuses über einen definierten Dichtweg während kontinuierlich zunehmender Deformation der elastischen Dichtungen 15, 16, bis der Anschlag des zweiten Teilgehäuses erreicht ist. Der Dichtweg beträgt vorzugsweise zwischen etwa 0,4 und 1,5 mm je nach Alterungszustand und Elastizität der Dichtungen 15, 16. Unter Berücksichtigung von Dimension und Material der Dichtungen 15, 16 ist ein Mindestdichtweg sichergestellt, der größer ist als auftretende Bautoleranzen und thermisch bedingte Längenänderungen der Teilgehäuse 2a, 2b.
  • Das zweite Teilgehäuse 2b ist vorliegend aus zwei Gehäusehälften 19, 20 zusammengesetzt, die ihrerseits mittels einer Ringdichtung 21 aneinander abgedichtet sind. Diese Konstruktion des zweiten Teilgehäuses 2b erlaubt eine einfache Montage und Wartung des Eintreibgerätes.
  • Sollte bei geschlossener und aufgeladener Brennkammer 2 der Eintreibvorgang unterbrochen werden und eine Zündung nicht erfolgen, so kann der Überdruck mittels eines Ventilglieds (nicht dargestellt) kontrolliert abgelassen werden, bis das zweite Teilgehäuse 2b wieder kräftefrei bewegt werden kann.
  • Es versteht sich, dass das zweite Teilgehäuse 2b mit einer bekannten Sicherheitsmechanik (nicht dargestellt) verbunden sein kann, so dass erst ein kontrolliertes Aufsetzen des Eintreibgerätes auf ein Werkstück zu einem Verschieben des zweiten Teilgehäuses und einem entsprechenden Schließen des Brennkammervolumens führt.
  • Bei dem in Fig. 3 bis Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine kollabierende Brennkammer. Dabei ist das erste, ortsfest zum Gehäuse 1 des Eintreibgerätes angeordnete Teilgehäuse 2a der Brennkammer im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet. Ein in Richtung der Kolbenachse verschiebbarer Boden bildet das zweite Teilgehäuse 2b im Sinne der Erfindung. Entsprechend wird bei dieser Ausführungsform nur eine einzelne axial belastete Ringdichtung 15 benötigt, um eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten.
  • In einer aufgespannten Position der Brennkammer 2 liegt der Boden 2b an der Dichtung 15 in axialer Richtung an. Der Boden 2b wird bei zunehmendem Überdruck mit ansteigender Andruckkraft gegen die Dichtung 15 gedrückt. Auch hier kann analog zum vorhergehenden Beispiel ein Anschlag ausgebildet sein, und es kann ein definierter Dichtweg mittels der elastischen Deformierbarkeit der Dichtung 15 vorgesehen sein.
  • Bei Position des Bodens 2b gemäß Fig. 2 liegt ein kollabierter Zustand der Brennkammer 2 vor, in dem keine Zündung des Brennkammervolumens erfolgen kann. In diesem Zustand befindet sich der Boden 2b außer Eingriff mit der ersten Dichtung 15.
  • In dem kollabierten Zustand kann dennoch eine Abdichtung des Bodens 2b gegenüber dem ersten Teilgehäuse 2a gewünscht sein, um eine thermische Rückstellung des Eintreibkolbens 4 zu ermöglichen. Bei einer solchen Rückstellung werden die heißen Gase nach der Zündung zunächst über die Auslassöffnung 12 auf Normaldruck reduziert, wobei der Kolben im Rückprall die Öffnungen 12 überfährt und das Volumen in Zylinder und Brennkammer 2 wieder schließt. Im Zuge der Abkühlung entsteht nun ein Unterdruck in dem geschlossenen Volumen, wodurch der Kolben in Richtung der Ausgangsposition gezogen wird. Um dieses Volumen gegenüber dem Boden 2b abzudichten, ist an dem Boden eine weitere Radialdichtung 22 (Fig. 5) vorgesehen, die auf der Innenwand des ersten Teilgehäuses 2a gleitet.
  • Fig. 5 zeigt eine mögliche konstruktive Detailgestaltung des Bodens 2b mit den Dichtungen 15, 22. Dabei ist die erste, axial belastete Dichtung mittels eines Sicherungsringes 23 und eines Stützringes 24 am Innenumfang des ersten Teilgehäuses 2a festgelegt. Der Boden bzw. das bewegbare zweite Teilgehäuse 2b drückt mit einer wulstförmig vorragenden Dichtfläche gegen die elastische Dichtung 15.
  • Die Radialdichtung 22 ist in eine umlaufende Umfangsnut 25 des Bodens 2b eingelegt und gleitet auf der Innenwand des ersten Teilgehäuses 2a. Da die Radialdichtung die Druckverhältnisse nur über jeweils kurze Zeiträume abdichten muss, kann sie aus einem harten bzw. relativ unelastischen Dichtungsmaterial bestehen.
  • Es versteht sich, dass auch im Fall des zweiten Ausführungsbeispiels das bewegbare Teilgehäuse 2b bevorzugt mit einer Sicherheitsmechanik des Eintreibgerätes gekoppelt ist.

Claims (8)

  1. Eintreibgerät, umfassend
    einen in einem Zylinder (3) geführten Eintreibkolben (4) zum Eintreiben eines Nagelglieds in ein Werkstück, und
    eine an dem Eintreibkolben (4) angeordnete Brennkammer (2), die mit einem zündfähigen Brenngasgemisch befüllbar ist,
    wobei insbesondere mittels eines Aufladungsglieds (7) ein Überdruck des Brenngasgemisches in der Brennkammer (2) erzeugbar ist,
    wobei die Brennkammer zumindest ein erstes Teilgehäuse (2a) und ein zweites, zu dem ersten Teilgehäuse (2a) in einer axialen Richtung relativ bewegbares Teilgehäuse (2b) umfasst,
    wobei die beiden Teilgehäuse (2a, 2b) mittels zumindest einer ersten Dichtung (15) gegeneinander abgedichtet sind,
    wobei die Dichtung (15) in der axialen Richtung mit einer Andruckkraft beaufschlagbar ist, und wobei die Andruckkraft monoton mit dem Überdruck in der Brennkammer (2) ansteigt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Teilgehäuse (2a, 2b) zusätzlich über eine zu der axialen Richtung senkrecht wirkende Radialdichtung (22) zueinander abgedichtet sind.
  2. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilgehäuse (2a, 2b) einen Anschlag in Ihrer relativen Bewegung aufweisen, wobei ein abgedichteter Zustand der Teilgehäuse (2a, 2b) über die Länge eines Dichtwegs vor einem Erreichen des Anschlags vorhanden ist.
  3. Eintreibgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtweg wenigstens 0,2 mm, insbesondere wenigstens 0,4 mm, beträgt.
  4. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (15) über den gesamten Dichtweg reversibel deformiert ist.
  5. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilgehäuse (2b) eine in der axialen Richtung verschiebbare Hülse ausbildet, wobei die erste Dichtung (15) an einem ersten Ende der Hülse (2b) und eine zweite Dichtung (16) an einem zweiten Ende der Hülse (2b) angreift.
  6. Eintreibgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck die Hülse (2b) bezüglich der ersten Dichtung (15) in Schließrichtung drückt und bezüglich der zweiten Dichtung (16) in eine entgegengesetzte Öffnungsrichtung drückt, wobei eine resultierende Gesamtkraft in die Schließrichtung wirkt.
  7. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilgehäuse (2b) einen in der axialen Richtung verschiebbaren Boden der Brennkammer ausbildet.
  8. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialdichtung (22) eine Abdichtung der Brennkammer (2) während eines thermischen Rückholvorgangs des Eintreibkolbens (4) ausbildet.
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