EP3393714A1 - Fuel-operated firing device and method for operating a firing device of this type - Google Patents

Fuel-operated firing device and method for operating a firing device of this type

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Publication number
EP3393714A1
EP3393714A1 EP16819068.4A EP16819068A EP3393714A1 EP 3393714 A1 EP3393714 A1 EP 3393714A1 EP 16819068 A EP16819068 A EP 16819068A EP 3393714 A1 EP3393714 A1 EP 3393714A1
Authority
EP
European Patent Office
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combustion chamber
main combustion
setting
pressure
chamber
Prior art date
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Granted
Application number
EP16819068.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3393714B1 (en
Inventor
Tilo Dittrich
Daniel Jung
Dominik Schmidt
Norbert Heeb
Thomas Demharter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3393714A1 publication Critical patent/EP3393714A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3393714B1 publication Critical patent/EP3393714B1/en
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
    • 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
    • B25C1/10—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure generated by detonation of a cartridge
    • B25C1/18—Details and accessories, e.g. splinter guards, spall minimisers

Definitions

  • the invention relates to a combustion-powered setting tool for driving fasteners into a substrate, having at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston which is driven via expandable gases from the main combustion chamber in a setting direction, and with an antechamber, which is associated with an ignition device and in which a pressure acting on the main combustion chamber pressure before the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber is buildable.
  • the invention further relates to a method for operating such a setting device.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 32 035 A1 discloses a combustion-operated setting tool for driving fastening elements into a substrate, with at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston mounted in a piston guide, which can be driven in the setting direction by means of expanding gases from the main combustion chamber.
  • German patent application DE 40 10 517 A1 is a gas-operated setting tool for fastening elements with a driving piston known, which is guided in a working space, and with at least one opposite to the working driving direction of the driving piston to the working space subsequent combustion chamber for the gas, wherein the combustion chamber has a vent opening into the open, the opening cross section of a regulating slide adjustable is.
  • the object of the invention is the effectiveness and / or functionality when driving fasteners with a combustion-powered setting tool with at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston which is driven via expandable gases from the main combustion chamber in a setting direction, and with an antechamber , which is associated with an ignition device and in which a pressure acting on the main combustion chamber pressure before the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber can be built up to improve.
  • the object is with a combustion-powered setting tool for driving fastening elements into a substrate, with at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston which can be driven via expandable gases from the main combustion chamber in a setting direction, and with an antechamber which assigns an ignition device is and in the prior to the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber, a pressure acting on the main combustion chamber pressure builds up, solved in that the antechamber is associated with a valve device via which a maximum supercharging pressure in the prechamber can be varied to the to adjust setting power provided during a setting process.
  • the valve device is, for example, a blow-off valve which is assigned to the prechamber.
  • Compared to one of the main combustion chamber associated blow-off valve provides, inter alia, the advantage that the setting energy can be finely adjusted. This is due, for example, to the fact that less pressure is built up in the precombustion in the pre-chamber than in the main combustion in the main combustion chamber. Thus, with the same valve opening duration, less air is blown off via the blowoff valve assigned to the prechamber.
  • the demands on the switching times of the pre-chamber associated bleed valve are not so high, since the pre-combustion runs slower than that Main combustion. For example, the pre-combustion takes about four times as long as the main combustion.
  • a preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is designed as a manually operated blow-off.
  • the blow-off valve can be operated, for example, directly by hand or via an adjusting element, for example a setting wheel.
  • a further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is designed as a pressure control valve.
  • the valve device is advantageously designed as a controllable pressure relief valve.
  • valve device is electrically controlled by an electronic control.
  • the control can be done via an electrical signal resulting from an evaluation of a previous settlement.
  • a further preferred embodiment of the combustion-powered setting device is characterized in that the electronic control comprises a user interface. Via the user interface, a user of the setting device can advantageously digitally adjust the energy for a subsequent setting. As a result, the quality of the subsequent settlement can be improved.
  • a further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is connected in terms of control to a sensor device which comprises at least one sensor.
  • state variables can be detected, which are not constant when operating the setting device. These are, for example, temperatures or pressures that change depending on location or time.
  • a further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the sensor device comprises at least one temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, a speed sensor and / or a sensor for detecting a height in which the setting device is currently located.
  • the sensor for detecting a height can also be referred to as an altimeter.
  • a current pressure during operation of the bolt gun can be detected.
  • the pressure sensor can advantageously be detected in the pre-chamber pressure.
  • a current temperature can be detected during operation of the bolt gun.
  • a temperature in the antechamber can be detected with the temperature sensor.
  • state variables, such as the pressure or the temperature, in the main combustion chamber can also be detected with the sensor device.
  • a further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the main combustion chamber is associated with a valve device, via which a maximum pressure in the main combustion chamber can be limited.
  • the ease of use during operation of the setting device may still be controlled by the combination of the two valve devices.
  • the valve device is preferably designed as a controllable pressure relief valve. With the valve device can advantageously be set a desired maximum pressure during combustion in the main combustion chamber.
  • a further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the setting device comprises a control device, via which the setting energy is determined from a differential pressure between the main combustion chamber and an ambient pressure.
  • the pre-chamber comprises at least one passage opening which can be closed by the control device. About the open passage, the pre-chamber is connected in particular via an exhaust with the environment.
  • the control device is connected in terms of pressure with the main combustion chamber. Due to the control pressure connection, the control device is actuated during operation of the setting device with the main combustion chamber pressure. When the pressure in the main combustion chamber reaches a certain pressure level, then the at least one passage opening of the antechamber is automatically opened.
  • the invention further relates to a method for operating a previously described combustion-powered setting tool.
  • gas cartridges are used to provide the setting energy. Due to the precombustion in the pre-chamber before the actual main combustion, the set energy provided by the setting tool can be increased without increasing the size of the setting device. By burning at elevated pressure, the efficiency of the setting device can be increased because the combustion processes run more efficiently at higher pressure.
  • the user of the Setting device in a simple manner allows to set the setting energy of the setting device regardless of currently prevailing environmental conditions. As a result, applications with a lower energy requirement can also be operated with advantage.
  • the invention also relates to a computer program product with a program code for performing a method described above, in particular when the program is executed in the control of the setting device.
  • Figure 1 is a combustion-powered bolt gun in a non-pressed initial state at a purging of a main combustion chamber in plan view;
  • Figure 2 shows the bolt setting device of Figure 1 in longitudinal section
  • FIG. 3 shows the bolt setting tool from FIGS. 1 and 2 in a pressed-on state with the main combustion chamber closed in plan view;
  • Figure 4 shows the bolt setting device of Figure 3 in longitudinal section;
  • Figure 5 shows the bolt setting device of Figures 3 and 4 in a perspective view
  • FIG. 6 shows the bolt setting tool from FIGS. 1 to 5 when ignited in the main combustion chamber in longitudinal section with opened vent connections;
  • FIGS. 1 to 6 shows the bolt setting tool from FIGS. 1 to 6 in a longitudinal section in the case of a thermal return of a drive piston with closed vent connections;
  • FIG. 8 is a perspective view of a control device of the bolt setting device from FIGS. 1 to 6;
  • Figure 9 shows the control device of Figure 8 in plan view
  • Figure 10 is a perspective view of a check valve device which is integrated in the control device of Figures 8 and 9;
  • Figure 1 1 is a perspective view of the control device of Figures 8 and 9 without the check valve device, which is shown in Figure 10 alone.
  • FIG. 12 shows the bolt setting device from FIG. 1 according to an exemplary embodiment with an electronic regulation of pressure limiting valves
  • FIG. 13 shows the bolt setting device from FIG. 1 according to an exemplary embodiment with manual regulation of pressure limiting valves.
  • a setting device 1 is greatly simplified in a longitudinal section in various operating states and views shown.
  • the setting device 1 shown in FIGS. 1 to 7 can be operated with a fuel gas or with a vaporizable liquid fuel.
  • the setting device 1 comprises a housing 3 with a master cylinder 5, which limits a main combustion chamber 6.
  • the main combustion chamber 6 can be supplied via an inlet device 8 gas and / or air.
  • the main combustion chamber 6 is assigned an ignition device 9.
  • a driving piston 10 is guided in the figures 1 to 7 back and forth movable.
  • the driving piston 10 comprises a piston rod 1 1, which starts from a piston head 12.
  • a the piston head or piston plate 12 facing away from setting 14 of the piston rod 1 1 is arranged in a bolt guide, which serves to guide fasteners, which are also referred to as bolts.
  • a bolt guide which serves to guide fasteners, which are also referred to as bolts.
  • the setting end 14 of the piston rod 1 1 of the driving piston 10 is shown cut off.
  • the bolt guide with the piston rod 1 1 arranged therein of the driving piston 10 is also referred to as a network.
  • a fastener such as a nail, bolts or the like
  • the setting tool 1 is pressed with his pin guide to the ground and triggered.
  • a switch (not shown) is used, which is also called a trigger switch.
  • the switch is provided, for example, on a (also not shown) handle of the setting device 1.
  • a setting direction is indicated in Figures 1 to 7.
  • a movement of the drive piston 10 in Figures 1 to 7 to the right is limited by a housing-fixed piston stop 16.
  • the piston stop 16 By the piston stop 16, the top dead center of the driving piston 10 is defined.
  • the piston stop 16 may be combined with a magnetic device 17.
  • the magnetic device 17 serves, for example, to hold the driving piston 10 with a predetermined holding force in its initial position shown in Figure 1.
  • a movement of the driving piston 10 to the left is limited by stop and / or damping elements 28, 29.
  • the stop and / or damping elements 28 represent a buffer 1 10.
  • the piston head 12 comprises a first piston surface 21, which faces the main combustion chamber 6.
  • the prechamber cylinder 24 is part of the housing 3 of the setting device 1.
  • the prechamber 25 constitutes a pre-combustion chamber, which is assigned an ignition device 26 and an inlet device 27 are.
  • the stop and / or damping elements 28, 29 are arranged in the antechamber 25.
  • a fuel gas-air mixture is supplied, which is ignited by means of the ignition device 26 in the pre-chamber 25.
  • the pre-chamber cylinder 24 comprises passage openings 31, 32, which allow, for example, the exit of exhaust gases from the pre-chamber 25.
  • the passage openings 31, 32 can be closed by a control device 30 as needed.
  • the control device 30 comprises a control sleeve 34, the passage openings 37, 38 has. If the passage openings 37, 38 of the control sleeve 34 are brought into coincidence with the passage openings 31, 32, then the passage openings 31, 32, as can be seen in FIG. 6, are opened. In the figures 1 to 5 and 7, the passage openings 31, 32 are closed by the control sleeve 34.
  • the control sleeve 34 has substantially the shape of a straight circular cylinder jacket and is shown in detail in Figure 1 1.
  • overflow openings 41, 42 are provided between the antechamber 25 and the main combustion chamber 6 overflow openings 41, 42 are provided.
  • the overflow openings 41, 42 are each assigned a valve device 43, 44.
  • the valve devices 43, 44 are, for example, valve flaps which allow passage of a ignited air-fuel mixture from the prechamber 25 into the main combustion chamber 6.
  • the control device 30 comprises a control pressure surface 45, which is connected in terms of pressure with the main combustion chamber 6.
  • the control pressure surface 45 is designed as an annular surface 46, which faces radially outside of the prechamber cylinder 24 of the main combustion chamber 6.
  • the control pressure surface 45 is mechanically coupled to the control sleeve 34 via a coupling element 48.
  • the coupling element 48 is designed as a slide 50, which in the FIGS. 1 to 7 is guided back and forth on the antechamber cylinder 24 in the horizontal direction.
  • end 51 of the slider 50 designed as an annular surface 46 control pressure surface 45 is provided.
  • control sleeve 34 is attached.
  • the control device 30 further comprises spring devices 54, 55, which are designed, for example, as helical compression springs.
  • the left ends of the spring devices 54, 55 in FIGS. 1 to 7 are each assigned a housing-fixed stop 56, 57.
  • the housing-fixed stops 56, 57 are provided on the prechamber cylinder 24.
  • the spring devices 54, 55 are clamped between the housing-fixed stops 56, 57 and the right end 51 of the slider 50 with the control pressure surface 45.
  • the slider 50 via the spring means 54, 55 supported on the housing-fixed stops 56, 57.
  • the bolt setting tool 1 is shown in a non-pressed state.
  • Not pressed state means that the setting end 14 of the driving piston 10 is not acted upon by a bolt or a fastener with a compressive force which is to be driven into a substrate.
  • pressing the bolt gun 1 is pressed with the setting end 14 against the ground.
  • the main combustion chamber 6 is bounded by a combustion chamber sleeve 84 which is displaceable in the axial direction limited to allow flushing of the main combustion chamber 6.
  • a fan 80 is arranged in the main combustion chamber 6.
  • the position of the combustion chamber sleeve 84 is such that the fan 80 generates an air flow 81, 82 indicated by arrows from the rear of the device, that is to say the right side in FIG. 2, through the main combustion chamber 6 into the environment.
  • the air flow 81, 82 exhaust gases are transported out of the main combustion chamber 6 after a setting process.
  • the air flow 81, 82 ensures cooling of the main combustion chamber 6.
  • the bolt setting device 1 is shown in the pressed state.
  • the tool tip of the bolt setting device 1 is pressed against a substrate.
  • the combustion chamber sleeve 84 to the rear so in Figure 4 to the right, moved, as indicated in Figure 4 by an arrow 83.
  • the main combustion chamber 6 is closed from the environment.
  • fuel gas is injected via the inlet device 27 into the prechamber 25 and via the inlet device 8 into the main combustion chamber 6.
  • the fan 80 rotates in the main combustion chamber 6.
  • the ignition of the gas mixture is introduced through the ignition device 26 associated with the pre-chamber 25 in the vicinity of the buffer 1 10.
  • a flame front spreads, which migrates from the side of the buffer 1 10 in the direction of the main combustion chamber 6, ie in Figure 4 to the right.
  • the propagating flame front pushes unburned air / fuel mixture with a high pressure before him into the main combustion chamber.
  • the valve means 43, 44 are designed for example as check valves, which the overflow openings 41, 42, which are also referred to as Kochzündötechnisch, Release during spreading of the laminar flame front.
  • the flame can over-ignite via the check valves in the main combustion chamber 6, whereby the main chamber combustion is introduced into the main combustion chamber 6.
  • the main chamber ignition in the main combustion chamber 6 is indicated by a symbol 86.
  • the prechamber pressure escaping from the prechamber 25 via the opened vent connections 108, 109 is indicated by arrows 91 to 94 in FIG.
  • the relief connections 108, 109 are also referred to as exhaust ports. Via the discharge connections or exhaust openings 108, 109, the pre-chamber pressure at the main chamber ignition 86 can escape.
  • the driving piston 10 sets in the main chamber ignition 86 at high speed in motion and executes a settlement.
  • the bolt setting device 1 is shown in a thermal return of the drive piston 10 in longitudinal section. After the driving piston 10 reached the lower or front piston turning point on the buffer 110, a main chamber residual pressure was blown off via the relief link 109. This has the consequence that the main combustion chamber pressure in the main combustion chamber 6 drops to ambient pressure and the control sleeve 34 pressure-controlled closes the exhaust ports or discharge connections 108, 109 again. By a cooling of the bolt setting device 1 after setting arises in the main combustion chamber 6, a negative pressure. This negative pressure in the main combustion chamber 6 causes the driving piston 10 is sucked back into its original position or sucked back.
  • the Vorscheinlass 140 is advantageously associated with a one-way check valve.
  • the check valve includes a relatively large leaflet which, while allowing fresh air to be drawn into the prechamber 25, but in the reverse direction prevents undesirable leakage of pressurized fuel and air mixture from the prechamber 25 into the environment.
  • control device 30 is shown alone in different views.
  • the control device 30 comprises the control sleeve 34, which is connected via the coupling element 48 with a coupling sleeve 100.
  • a coupling sleeve 100 At a free end of the coupling sleeve 100, so the right in Figure 9 end of the coupling sleeve 100, designed as an annular surface 46 control pressure surface 45 is provided.
  • the coupling sleeve 100 is fixedly connected to a connecting flange 105 via slide rods 101, 102, 103, which partially represent the slider 50.
  • the connecting flange 105 connects the control sleeve 34 with the slide rods 101 to 103.
  • the slide rods 101 to 103 are connected to the coupling sleeve 100 via a connecting flange 98.
  • Each slide rod 101 to 103 is associated with a spring device 54, 55 designed as a compression spring.
  • the spring devices 54, 55 are clamped in the installed state of the control device 30 between the connecting flange 98 and the housing-fixed stops 56, 57 on the prechamber cylinder 24.
  • the control sleeve 34 serves to the passage openings 31, 32; 1 17, 1 18 in the antechamber cylinder 24 release dependent on demand, as indicated in Figure 6 by the arrows 91 to 94.
  • the control sleeve 34, the passage openings 37, 38; 1 17, 1 18 on which, to open the vent connections 108, 109 with the passage openings 31, 32; 1 1 1, 1 12 are brought into the pre-chamber cylinder 24 to cover.
  • the check valve device 120 comprises valve elements 121 to 123, which are connected to one another by a connecting ring body 124.
  • Each of the valve elements 121 to 123 comprises two closing elements 127, 128, the passage openings 37; 1 18 of the two discharge connections 108; 109 are assigned.
  • valve elements 121 to 123 with the closing elements 127, 128 are integrally formed from spring steel.
  • the production of the valve elements 121 to 123 with the closing elements 127, 128 takes place, for example, by laser beam cutting.
  • the connecting ring body 124 may also be made by laser cutting from a spring steel material.
  • the system behavior or the total energy of the setting device 1 is not constant, in particular due to environmental influences. In a regulation of the amount of gas flowing over between the antechamber 25 and the main combustion chamber 6, only a relative value between them is tapped, which is established due to the prevailing conditions prior to combustion. However, since the set energy is determined by the differential pressure between the main combustion chamber and the ambient pressure, it may, as found in experiments and investigations carried out in the present invention, come to non-constant energy outputs of the setting device 1.
  • the invention provides a setting device and method or a system that allows a user of the setting device 1, a constant adjustment of energy. This advantageously ensures that the setting tool 1 delivers a constant predefined set energy even under different environmental conditions.
  • a rectangle 161 indicates a valve device which is assigned to the pre-chamber 25.
  • the valve device 161 is at the left end in FIG Antechamber cylinder 24 attached. In this case, the valve device 161 is arranged radially outside of the piston rod 1 1 of the drive piston.
  • the valve device 161 is connected in terms of control with an electronic control, which is indicated by a rectangle 162.
  • sensors are indicated, which are connected in terms of control with the electronic control 162.
  • the sensor 163 is associated with the antechamber 25.
  • the sensor 164 is associated with the main combustion chamber 6.
  • the main combustion chamber 6 is associated with a valve device 168, which is also connected to the electronic control 162 in terms of control.
  • the two valve devices 161 and 168 are designed as pressure relief valves.
  • the pressure limiting valves 161, 168 are controlled electronically via the electronic control 162.
  • the sensors 163, 164 environmental influences can be detected.
  • the sensors 163, 164 are designed, for example, as temperature sensors or as pressure sensors.
  • the electronic control 162, the pressure limiting valves 161, 168 are adjusted according to environmental influences during operation of the setting device 1.
  • the pressure limiting valve 161 associated with the pre-chamber 25 is regulated in such a way that a precharge pressure of 0.7 bar is achieved.
  • the pressure relief valve 161 is driven accordingly to allow a higher precharge pressure, since at high temperatures due to the air density less gas in the setting tool 1 is available for combustion.
  • the sensors 163, 164 may also be designed as pressure sensors, which measure the maximum pressures in the antechamber 25 or in the main combustion chamber 6.
  • the maximum pressure in this context is the maximum pressure occurring in the corresponding chamber.
  • the electronic control 162 the maximum pressure is evaluated after a successful setting. From this one obtains information about the energy that was available for setting. Before subsequent setting, one of the pressure relief valves 161, 168 can then be regulated so that the device energy defined by the electronic control 162 is available. Alternatively, both pressure relief valves 161, 168 can be regulated accordingly.
  • a rectangle 165 a user interface is indicated, which is connected in terms of control with the electronic control 162.
  • the user interface 165 advantageously enables the user of the setting device 1 to set the energy of the setting device 1 electronically. For this purpose, the information user interface 165 of the electronic control 162 is transferred. At least one of the pressure limiting valves 161, 168 is then set via the electronic control 162.
  • the prechamber 25 is assigned a valve device indicated by a rectangle 171.
  • the main combustion chamber 6 is associated with a likewise indicated as a rectangle valve means 172.
  • By actuating symbols on the valve devices 171, 172 it is indicated that the valve devices can be manually adjusted by the user or user.
  • the adjustment or adjustment of the valve devices 171, 172 takes place for example via adjusting wheels or a common setting wheel, via which both valve devices 171, 172 can be adjusted together.
  • the two valve devices 171, 172 are designed as pressure relief valves.
  • valve devices 168, 172 assigned in FIGS. 12 and 13 of the main combustion chamber 6 can also be omitted.
  • the effect according to the invention also occurs when only the antechamber 25, the valve device 161; 171 is assigned.
  • the maximum supercharging pressure can be varied during a pressurization phase.
  • a fuel-air mixture is burned with a laminar flame front in the pre-chamber 25.
  • Via the optional valve device 168; 172 can be limited during a Haupthuntverbrennung the maximum pressure.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a fuel-operated firing device (1) for driving securing elements into a substrate, comprising at least one main combustion chamber (6) for a fuel, a driving piston (10) that can be driven out of the main combustion chamber (6) in a firing direction (15) by means of expandable gases, and a pre-chamber (25) with which an ignition device (26) is associated and in which a pressure acting on the main combustion chamber (6) can build up prior to a fuel-air mixture being ignited in said main combustion chamber (6). In order to improve the efficacy and/or functionality during the driving in of securing elements, a valve system (161) is associated with the pre-chamber (25), by means of which valve system a maximum charge pressure in the pre-chamber (25) can be varied in order to adjust the firing energy provided during the firing operation.

Description

Brennkraftbetriebenes Setzgerät und Verfahren zum Betreiben eines derartigen  Internal combustion setting device and method for operating such
Setzgeräts  setting tool
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit mindestens einer Hauptbrennkammer für einen Brennstoff, mit einem Treibkolben, der über expandierbare Gase aus der Hauptbrennkammer in einer Setzrichtung antreibbar ist, und mit einer Vorkammer, der eine Zündeinrichtung zugeordnet ist und in der vor der Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in der Hauptbrennkammer ein auf die Hauptbrennkammer wirkender Druck aufbaubar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Setzgeräts. The invention relates to a combustion-powered setting tool for driving fasteners into a substrate, having at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston which is driven via expandable gases from the main combustion chamber in a setting direction, and with an antechamber, which is associated with an ignition device and in which a pressure acting on the main combustion chamber pressure before the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber is buildable. The invention further relates to a method for operating such a setting device.
Stand der Technik State of the art
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 32 035 A1 ist ein brennkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund bekannt, mit wenigstens einer Hauptbrennkammer für einen Brennstoff, mit einem in einer Kolbenführung gelagerten Treibkolben, der über expandierende Gase aus der Hauptbrennkammer in Setzrichtung antreibbar ist, und mit einer Vorkammer, in der vor der Zündung eines Brennstoff-Luftgemischs in der Hauptbrennkammer ein auf die Hauptbrennkammer einwirkender Druck aufbaubar ist, wobei die Vorkammer von einem sich an die der Hauptbrennkammer abgewandten Unterseite des sich in seiner Ausgangsstellung befindlichen Treibkolbens anschließenden Raum innerhalb der Kolbenführung gebildet wird, und wobei die Vorkammer über eine Passage mit der Hauptbrennkammer wenigstens zeitweise in Verbindung steht, wobei in der Hauptbrennkammer ein Mittel zur Detektion des Drucks vorgesehen ist, welches mit der Zündeinrichtung für die Hauptbrennkammer zusammenwirkt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 10 517 A1 ist ein gasbetriebenes Setzgerät für Befestigungselemente mit einem Treibkolben bekannt, der in einem Arbeitsraum geführt ist, und mit wenigstens einer entgegen der Arbeitstreibrichtung des Treibkolbens an den Arbeitsraum anschließenden Brennkammer für das Gas, wobei die Brennkammer eine ins Freie mündende Abblasöffnung aufweist, deren Öffnungsquerschnitt von einem Regulierschieber einstellbar ist. German Offenlegungsschrift DE 10 32 035 A1 discloses a combustion-operated setting tool for driving fastening elements into a substrate, with at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston mounted in a piston guide, which can be driven in the setting direction by means of expanding gases from the main combustion chamber. and with an antechamber in which prior to the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber, a pressure acting on the main combustion chamber pressure is buildable, the pre-chamber of a remote from the main combustion chamber bottom of the drive piston located in its initial position subsequent space within the piston guide is formed, and wherein the pre-chamber via a passage with the main combustion chamber is at least temporarily in communication, wherein in the main combustion chamber, a means for detecting the pressure is provided, which with the ignition device for the main combustion chamber interacts. From the German patent application DE 40 10 517 A1 is a gas-operated setting tool for fastening elements with a driving piston known, which is guided in a working space, and with at least one opposite to the working driving direction of the driving piston to the working space subsequent combustion chamber for the gas, wherein the combustion chamber has a vent opening into the open, the opening cross section of a regulating slide adjustable is.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Effektivität und/oder die Funktionalität beim Eintreiben von Befestigungselementen mit einem brennkraftbetriebenen Setzgerät mit mindestens einer Hauptbrennkammer für einen Brennstoff, mit einem Treibkolben, der über expandierbare Gase aus der Hauptbrennkammer in einer Setzrichtung antreibbar ist, und mit einer Vorkammer, der eine Zündeinrichtung zugeordnet ist und in der vor der Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in der Hauptbrennkammer ein auf die Hauptbrennkammer wirkender Druck aufbaubar ist, zu verbessern. The object of the invention is the effectiveness and / or functionality when driving fasteners with a combustion-powered setting tool with at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston which is driven via expandable gases from the main combustion chamber in a setting direction, and with an antechamber , which is associated with an ignition device and in which a pressure acting on the main combustion chamber pressure before the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber can be built up to improve.
Ausführungsbeispiele Die Aufgabe ist bei einem brennkraftbetriebenen Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit mindestens einer Hauptbrennkammer für einen Brennstoff, mit einem Treibkolben, der über expandierbare Gase aus der Hauptbrennkammer in einer Setzrichtung antreibbar ist, und mit einer Vorkammer, der eine Zündeinrichtung zugeordnet ist und in der vor der Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemischs in der Hauptbrennkammer ein auf die Hauptbrennkammer wirkender Druck aufbaubar ist, dadurch gelöst, dass der Vorkammer eine Ventileinrichtung zugeordnet ist, über die ein maximaler Aufladedruck in der Vorkammer variiert werden kann, um die bei einem Setzvorgang bereitgestellte Setzenergie zu justieren. Bei der Ventileinrichtung handelt es sich zum Beispiel um ein Abblasventil, das der Vorkammer zugeordnet ist. Gegenüber einem der Hauptbrennkammer zugeordneten Abblasventil liefert das unter anderem den Vorteil, dass die Setzenergie feiner justiert werden kann. Das ist zum Beispiel darauf zurückzuführen, dass bei der Vorverbrennung in der Vorkammer weniger Druck aufgebaut wird als bei der Hauptverbrennung in der Hauptbrennkammer. So wird bei gleicher Ventilöffnungsdauer über das der Vorkammer zugeordnete Abblasventil weniger abgeblasen. Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Schaltzeiten des der Vorkammer zugeordneten Abblasventils nicht so hoch, da die Vorverbrennung langsamer abläuft als die Hauptverbrennung. Die Vorverbrennung dauert zum Beispiel etwa viermal so lange wie die Hauptverbrennung. EXEMPLARY EMBODIMENTS The object is with a combustion-powered setting tool for driving fastening elements into a substrate, with at least one main combustion chamber for a fuel, with a driving piston which can be driven via expandable gases from the main combustion chamber in a setting direction, and with an antechamber which assigns an ignition device is and in the prior to the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber, a pressure acting on the main combustion chamber pressure builds up, solved in that the antechamber is associated with a valve device via which a maximum supercharging pressure in the prechamber can be varied to the to adjust setting power provided during a setting process. The valve device is, for example, a blow-off valve which is assigned to the prechamber. Compared to one of the main combustion chamber associated blow-off valve provides, inter alia, the advantage that the setting energy can be finely adjusted. This is due, for example, to the fact that less pressure is built up in the precombustion in the pre-chamber than in the main combustion in the main combustion chamber. Thus, with the same valve opening duration, less air is blown off via the blowoff valve assigned to the prechamber. In addition, the demands on the switching times of the pre-chamber associated bleed valve are not so high, since the pre-combustion runs slower than that Main combustion. For example, the pre-combustion takes about four times as long as the main combustion.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als manuell betätigtes Abblasventil ausgeführt ist. Das Abblasventil kann zum Beispiel direkt mit der Hand oder über ein Stellelement, zum Beispiel ein Stellrad, betätigt werden. A preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is designed as a manually operated blow-off. The blow-off valve can be operated, for example, directly by hand or via an adjusting element, for example a setting wheel.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Druckregelventil ausgeführt ist. Die Ventileinrichtung ist vorteilhaft als steuerbares Druckbegrenzungsventil ausgeführt. A further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is designed as a pressure control valve. The valve device is advantageously designed as a controllable pressure relief valve.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung durch eine elektronische Regelung elektrisch angesteuert ist. Die Ansteuerung kann über ein elektrisches Signal erfolgen, das aus einer Auswertung einer vorherigen Setzung resultiert. Another preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is electrically controlled by an electronic control. The control can be done via an electrical signal resulting from an evaluation of a previous settlement.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Regelung eine Benutzerschnittstelle umfasst. Über die Benutzerschnittstelle kann ein Benutzer des Setzgeräts vorteilhaft digital die Energieeinstellung für eine nachfolgende Setzung vornehmen. Dadurch kann die Qualität der nachfolgenden Setzung verbessert werden. A further preferred embodiment of the combustion-powered setting device is characterized in that the electronic control comprises a user interface. Via the user interface, a user of the setting device can advantageously digitally adjust the energy for a subsequent setting. As a result, the quality of the subsequent settlement can be improved.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung steuerungsmäßig mit einer Sensoreinrichtung verbunden ist, die mindestens einen Sensor umfasst. Mit der Sensoreinrichtung können Zustandsgrößen erfasst werden, die beim Betreiben des Setzgeräts nicht konstant sind. Dabei handelt es sich zum Beispiel um Temperaturen oder Drücke, die sich in Abhängigkeit vom Ort oder von der Zeit verändern. A further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the valve device is connected in terms of control to a sensor device which comprises at least one sensor. With the sensor device state variables can be detected, which are not constant when operating the setting device. These are, for example, temperatures or pressures that change depending on location or time.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen Beschleunigungssensor, einen Geschwindigkeitssensor und/oder einen Sensor zur Erfassung einer Höhe umfasst, in der sich das Setzgerät aktuell befindet. Der Sensor zur Erfassung einer Höhe kann auch als Höhenmesser bezeichnet werden. Mit dem Drucksensor kann ein aktueller Druck im Betrieb des Bolzensetzgeräts erfasst werden. Mit dem Drucksensor kann vorteilhaft der Druck in der Vorkammer erfasst werden. Mit dem Temperatursensor kann eine aktuelle Temperatur im Betrieb des Bolzensetzgeräts erfasst werden. So kann mit dem Temperatursensor zum Beispiel eine Temperatur in der Vorkammer erfasst werden. Mit der Sensoreinrichtung können aber auch Zustandsgrößen, wie der Druck oder die Temperatur, in der Hauptbrennkammer erfasst werden. A further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the sensor device comprises at least one temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, a speed sensor and / or a sensor for detecting a height in which the setting device is currently located. The sensor for detecting a height can also be referred to as an altimeter. With The pressure sensor, a current pressure during operation of the bolt gun can be detected. With the pressure sensor can advantageously be detected in the pre-chamber pressure. With the temperature sensor, a current temperature can be detected during operation of the bolt gun. For example, a temperature in the antechamber can be detected with the temperature sensor. However, state variables, such as the pressure or the temperature, in the main combustion chamber can also be detected with the sensor device.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbrennkammer eine Ventileinrichtung zugeordnet ist, über die ein Maximaldruck in der Hauptbrennkammer begrenzt werden kann. Durch die Kombination der beiden Ventileinrichtungen kann der Bedienungskomfort im Betrieb des Setzgeräts gegebenenfalls noch gesteuert werden. Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise als regelbares Überdruckventil ausgeführt. Mit der Ventileinrichtung kann vorteilhaft ein gewünschter Maximaldruck während einer Verbrennung in der Hauptbrennkammer eingestellt werden. A further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the main combustion chamber is associated with a valve device, via which a maximum pressure in the main combustion chamber can be limited. The ease of use during operation of the setting device may still be controlled by the combination of the two valve devices. The valve device is preferably designed as a controllable pressure relief valve. With the valve device can advantageously be set a desired maximum pressure during combustion in the main combustion chamber.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des brennkraftbetriebenen Setzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Setzgerät eine Steuereinrichtung umfasst, über welche die Setzenergie aus einem Differenzdruck zwischen der Hauptbrennkammer und einem Umgebungsdruck bestimmt wird. Die Vorkammer umfasst mindestens eine Durchtrittsöffnung, die durch die Steuereinrichtung verschließbar ist. Über die geöffnete Durchtrittsöffnung ist die Vorkammer insbesondere über einen Auspuff mit der Umgebung verbindbar. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung steuerdruckmäßig mit der Hauptbrennkammer verbunden. Durch die steuerdruckmäßige Verbindung wird die Steuereinrichtung im Betrieb des Setzgeräts mit dem Hauptbrennkammerdruck angesteuert. Wenn der Druck in der Hauptbrennkammer ein gewisses Druckniveau erreicht, dann wird die mindestens eine Durchtrittsöffnung der Vorkammer automatisch geöffnet. A further preferred embodiment of the combustion-powered setting tool is characterized in that the setting device comprises a control device, via which the setting energy is determined from a differential pressure between the main combustion chamber and an ambient pressure. The pre-chamber comprises at least one passage opening which can be closed by the control device. About the open passage, the pre-chamber is connected in particular via an exhaust with the environment. In addition, the control device is connected in terms of pressure with the main combustion chamber. Due to the control pressure connection, the control device is actuated during operation of the setting device with the main combustion chamber pressure. When the pressure in the main combustion chamber reaches a certain pressure level, then the at least one passage opening of the antechamber is automatically opened.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen brennkraftbetriebenen Setzgeräts. Zum Bereitstellen der Setzenergie werden zum Beispiel Gaskartuschen verwendet. Durch die Vorverbrennung in der Vorkammer vor der eigentlichen Hauptverbrennung kann die von dem Setzgerät bereitgestellte Setzenergie erhöht werden, ohne dass die Baugröße des Setzgeräts zunimmt. Durch die Verbrennung bei erhöhtem Druck kann die Effizienz des Setzgeräts gesteigert werden, da die Verbrennungsvorgänge bei höherem Druck effizienter ablaufen. Durch die Erfindung wird dem Benutzer des Setzgeräts auf einfache Art und Weise ermöglicht, die Setzenergie des Setzgeräts unabhängig von aktuell herrschenden Umweltbedingungen einzustellen. Dadurch können vorteilhaft auch Anwendungen mit einem geringeren Energiebedarf konstant bedient werden. The invention further relates to a method for operating a previously described combustion-powered setting tool. For example, gas cartridges are used to provide the setting energy. Due to the precombustion in the pre-chamber before the actual main combustion, the set energy provided by the setting tool can be increased without increasing the size of the setting device. By burning at elevated pressure, the efficiency of the setting device can be increased because the combustion processes run more efficiently at higher pressure. By the invention, the user of the Setting device in a simple manner allows to set the setting energy of the setting device regardless of currently prevailing environmental conditions. As a result, applications with a lower energy requirement can also be operated with advantage.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens, insbesondere wenn das Programm in der Steuerung des Setzgeräts ausgeführt wird. The invention also relates to a computer program product with a program code for performing a method described above, in particular when the program is executed in the control of the setting device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen. Figur 1 ein brennkraftbetriebenes Bolzensetzgerät in einem nicht angepressten Ausgangszustand bei einer Spülung einer Hauptbrennkammer in der Draufsicht; Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it. Figure 1 is a combustion-powered bolt gun in a non-pressed initial state at a purging of a main combustion chamber in plan view;
Figur 2 das Bolzensetzgerät aus Figur 1 im Längsschnitt; Figure 2 shows the bolt setting device of Figure 1 in longitudinal section;
Figur 3 das Bolzensetzgerät aus den Figuren 1 und 2 in einem angepressten Zustand mit geschlossener Hauptbrennkammer in der Draufsicht; Figur 4 das Bolzensetzgerät aus Figur 3 im Längsschnitt; FIG. 3 shows the bolt setting tool from FIGS. 1 and 2 in a pressed-on state with the main combustion chamber closed in plan view; Figure 4 shows the bolt setting device of Figure 3 in longitudinal section;
Figur 5 das Bolzensetzgerät aus den Figuren 3 und 4 in einer perspektivischen Darstellung; Figure 5 shows the bolt setting device of Figures 3 and 4 in a perspective view;
Figur 6 das Bolzensetzgerät aus den Figuren 1 bis 5 bei einer Zündung in der Hauptbrennkammer im Längsschnitt mit geöffneten Entlüftungsverbindungen; FIG. 6 shows the bolt setting tool from FIGS. 1 to 5 when ignited in the main combustion chamber in longitudinal section with opened vent connections;
Figur 7 das Bolzensetzgerät aus den Figuren 1 bis 6 im Längsschnitt bei einer thermischen Rückführung eines Treibkolbens mit geschlossenen Entlüftungsverbindungen; 7 shows the bolt setting tool from FIGS. 1 to 6 in a longitudinal section in the case of a thermal return of a drive piston with closed vent connections;
Figur 8 eine perspektivische Darstellung einer Steuereinrichtung des Bolzensetzgeräts aus den Figuren 1 bis 6; FIG. 8 is a perspective view of a control device of the bolt setting device from FIGS. 1 to 6;
Figur 9 die Steuereinrichtung aus Figur 8 in der Draufsicht; Figure 9 shows the control device of Figure 8 in plan view;
Figur 10 eine perspektivische Darstellung einer Rückschlagventileinrichtung, welche in die Steuereinrichtung der Figuren 8 und 9 integriert ist; Figur 1 1 eine perspektivische Darstellung der Steuereinrichtung aus den Figuren 8 und 9 ohne die Rückschlagventileinrichtung, die in Figur 10 alleine dargestellt ist; Figure 10 is a perspective view of a check valve device which is integrated in the control device of Figures 8 and 9; Figure 1 1 is a perspective view of the control device of Figures 8 and 9 without the check valve device, which is shown in Figure 10 alone.
Figur 12 das Bolzensetzgerät aus Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer elektronischen Regelung von Druckbegrenzungsventilen und Figur 13 das Bolzensetzgerät aus Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer manuellen Regelung von Druckbegrenzungsventilen. 12 shows the bolt setting device from FIG. 1 according to an exemplary embodiment with an electronic regulation of pressure limiting valves, and FIG. 13 shows the bolt setting device from FIG. 1 according to an exemplary embodiment with manual regulation of pressure limiting valves.
Ausführungsbeispiele embodiments
In den Figuren 1 bis 7 ist ein Setzgerät 1 stark vereinfacht in einem Längsschnitt in verschiedenen Betriebszuständen und Ansichten dargestellt. Das in den Figuren 1 bis 7 dargestellte Setzgerät 1 kann mit einem Brenngas oder mit einem verdampfbaren Flüssigbrennstoff betrieben werden. Das Setzgeräts 1 umfasst ein Gehäuse 3 mit einem Hauptzylinder 5, der eine Hauptbrennkammer 6 begrenzt. Der Hauptbrennkammer 6 kann über eine Einlasseinrichtung 8 Gas und/oder Luft zugeführt werden. Darüber hinaus ist der Hauptbrennkammer 6 eine Zündeinrichtung 9 zugeordnet. In dem Gehäuse 3 des Setzgeräts 1 ist ein Treibkolben 10 in den Figuren 1 bis 7 hin und her bewegbar geführt. Der Treibkolben 10 umfasst eine Kolbenstange 1 1 , die von einem Kolbenkopf 12 ausgeht. Ein dem Kolbenkopf oder Kolbenteller 12 abgewandtes Setzende 14 der Kolbenstange 1 1 ist in einer Bolzenführung angeordnet, die zum Führen von Befestigungselementen dient, die auch als Bolzen bezeichnet werden. In Figur 7 ist das Setzende 14 der Kolbenstange 1 1 des Treibkolbens 10 abgeschnitten dargestellt. In the figures 1 to 7, a setting device 1 is greatly simplified in a longitudinal section in various operating states and views shown. The setting device 1 shown in FIGS. 1 to 7 can be operated with a fuel gas or with a vaporizable liquid fuel. The setting device 1 comprises a housing 3 with a master cylinder 5, which limits a main combustion chamber 6. The main combustion chamber 6 can be supplied via an inlet device 8 gas and / or air. In addition, the main combustion chamber 6 is assigned an ignition device 9. In the housing 3 of the setting device 1, a driving piston 10 is guided in the figures 1 to 7 back and forth movable. The driving piston 10 comprises a piston rod 1 1, which starts from a piston head 12. A the piston head or piston plate 12 facing away from setting 14 of the piston rod 1 1 is arranged in a bolt guide, which serves to guide fasteners, which are also referred to as bolts. In Figure 7, the setting end 14 of the piston rod 1 1 of the driving piston 10 is shown cut off.
Die Bolzenführung mit der darin angeordneten Kolbenstange 1 1 des Treibkolbens 10 wird auch als Setzwerk bezeichnet. Über das Setzwerk kann ein Befestigungselement, wie ein Nagel, Bolzen oder dergleichen, in einen (nicht dargestellten) Untergrund eingetrieben werden. Vor dem Setzen eines Befestigungselements wird das Setzgerät 1 mit seiner Bolzenführung an den Untergrund angepresst und ausgelöst. Zum Auslösen eines Setzvorgangs dient zum Beispiel ein (nicht dargestellter) Schalter, der auch als Triggerschalter bezeichnet wird. Der Schalter ist zum Beispiel an einem (ebenfalls nicht dargestellten) Handgriff des Setzgeräts 1 vorgesehen. Durch einen Pfeil 15 ist in den Figuren 1 bis 7 eine Setzrichtung angedeutet. Beim Setzen eines Befestigungselements wird der Treibkolben 10 mit der Kolbenstange 1 1 in der Setzrichtung 15 stark beschleunigt, um das Befestigungselement in den Untergrund einzutreiben. Beim Setzvorgang wird der Treibkolben 10 aus seiner in Figur 1 dargestellten Ausgangsstellung, die einem oberen oder hinteren Totpunkt entspricht, in eine Endstellung bewegt, die einem unteren oder vorderen Totpunkt entspricht. The bolt guide with the piston rod 1 1 arranged therein of the driving piston 10 is also referred to as a network. About the network, a fastener, such as a nail, bolts or the like, are driven into a (not shown) underground. Before setting a fastener, the setting tool 1 is pressed with his pin guide to the ground and triggered. To trigger a setting process, for example, a switch (not shown) is used, which is also called a trigger switch. The switch is provided, for example, on a (also not shown) handle of the setting device 1. By an arrow 15, a setting direction is indicated in Figures 1 to 7. When setting a fastener of the driving piston 10 is greatly accelerated with the piston rod 1 1 in the setting direction 15 to drive the fastener into the ground. During the setting process, the driving piston 10 is moved from its initial position shown in Figure 1, which corresponds to an upper or rear dead center, in an end position corresponding to a lower or front dead center.
Eine Bewegung des Treibkolbens 10 in den Figuren 1 bis 7 nach rechts wird durch einen gehäusefesten Kolbenanschlag 16 begrenzt. Durch den Kolbenanschlag 16 wird der obere Totpunkt des Treibkolbens 10 definiert. Der Kolbenanschlag 16 kann mit einer Magneteinrichtung 17 kombiniert sein. Die Magneteinrichtung 17 dient zum Beispiel dazu, den Treibkolben 10 mit einer vorbestimmten Haltekraft in seiner in Figur 1 dargestellten Ausgangsstellung zu halten. A movement of the drive piston 10 in Figures 1 to 7 to the right is limited by a housing-fixed piston stop 16. By the piston stop 16, the top dead center of the driving piston 10 is defined. The piston stop 16 may be combined with a magnetic device 17. The magnetic device 17 serves, for example, to hold the driving piston 10 with a predetermined holding force in its initial position shown in Figure 1.
Eine Bewegung des Treibkolbens 10 nach links wird durch Anschlag- und/oder Dämpfungselemente 28, 29 begrenzt. Die Anschlag- und/oder Dämpfungselemente 28 stellen einen Puffer 1 10 dar. A movement of the driving piston 10 to the left is limited by stop and / or damping elements 28, 29. The stop and / or damping elements 28 represent a buffer 1 10.
Der Kolbenkopf 12 umfasst eine erste Kolbenfläche 21 , die der Hauptbrennkammer 6 zugewandt ist. Eine zweite Kolbenfläche 22, die der Hauptbrennkammer 6 abgewandt ist, begrenzt eine Vorkammer 25 in einem Vorkammerzylinder 24. Der Vorkammerzylinder 24 ist Teil des Gehäuses 3 des Setzgeräts 1. Die Vorkammer 25 stellt eine Vorbrennkammer dar, der eine Zündeinrichtung 26 und eine Einlasseinrichtung 27 zugeordnet sind. Darüber hinaus sind die Anschlag- und/oder Dämpfungselemente 28, 29 in der Vorkammer 25 angeordnet. Über die Einlasseinrichtung 27 wird der Vorkammer oder Vorbrennkammer 25 ein Brenngas-Luft-Gemisch zugeführt, das mit Hilfe der Zündeinrichtung 26 in der Vorkammer 25 gezündet wird. Der Vorkammerzylinder 24 umfasst Durchtrittsöffnungen 31 , 32, die zum Beispiel den Austritt von Abgasen aus der Vorkammer 25 ermöglichen. Die Durchtrittsöffnungen 31 , 32 sind durch eine Steuereinrichtung 30 bedarfsabhängig verschließbar. Die Steuereinrichtung 30 umfasst eine Steuerhülse 34, die Durchtrittsöffnungen 37, 38 aufweist. Wenn die Durchtrittsöffnungen 37, 38 der Steuerhülse 34 mit den Durchtrittsöffnungen 31 , 32 in Überdeckung gebracht werden, dann sind die Durchtrittsöffnungen 31 , 32, wie man in Figur 6 sieht, geöffnet. In den Figuren 1 bis 5 und 7 sind die Durchtrittsöffnungen 31 , 32 durch die Steuerhülse 34 verschlossen. Die Steuerhülse 34 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels und ist in Figur 1 1 detailliert dargestellt. The piston head 12 comprises a first piston surface 21, which faces the main combustion chamber 6. A second piston surface 22, which faces away from the main combustion chamber 6, delimits an antechamber 25 in an antechamber cylinder 24. The prechamber cylinder 24 is part of the housing 3 of the setting device 1. The prechamber 25 constitutes a pre-combustion chamber, which is assigned an ignition device 26 and an inlet device 27 are. In addition, the stop and / or damping elements 28, 29 are arranged in the antechamber 25. About the inlet device 27 of the pre-chamber or pre-combustion chamber 25, a fuel gas-air mixture is supplied, which is ignited by means of the ignition device 26 in the pre-chamber 25. The pre-chamber cylinder 24 comprises passage openings 31, 32, which allow, for example, the exit of exhaust gases from the pre-chamber 25. The passage openings 31, 32 can be closed by a control device 30 as needed. The control device 30 comprises a control sleeve 34, the passage openings 37, 38 has. If the passage openings 37, 38 of the control sleeve 34 are brought into coincidence with the passage openings 31, 32, then the passage openings 31, 32, as can be seen in FIG. 6, are opened. In the figures 1 to 5 and 7, the passage openings 31, 32 are closed by the control sleeve 34. The control sleeve 34 has substantially the shape of a straight circular cylinder jacket and is shown in detail in Figure 1 1.
Zwischen der Vorkammer 25 und der Hauptbrennkammer 6 sind Überströmöffnungen 41 , 42 vorgesehen. Den Überströmöffnungen 41 , 42 ist jeweils eine Ventileinrichtung 43, 44 zugeordnet. Bei den Ventileinrichtungen 43, 44 handelt es sich zum Beispiel um Ventilklappen, die einen Durchtritt eines gezündeten Luft-Brennstoff-Gemischs aus der Vorkammer 25 in die Hauptbrennkammer 6 ermöglichen. Between the antechamber 25 and the main combustion chamber 6 overflow openings 41, 42 are provided. The overflow openings 41, 42 are each assigned a valve device 43, 44. The valve devices 43, 44 are, for example, valve flaps which allow passage of a ignited air-fuel mixture from the prechamber 25 into the main combustion chamber 6.
Die Steuereinrichtung 30 umfasst eine Steuerdruckfläche 45, die steuerdruckmäßig mit der Hauptbrennkammer 6 verbunden ist. Die Steuerdruckfläche 45 ist als Ringfläche 46 ausgeführt, die radial außerhalb des Vorkammerzylinders 24 der Hauptbrennkammer 6 zugewandt ist. Die Steuerdruckfläche 45 ist über ein Kopplungselement 48 mechanisch mit der Steuerhülse 34 gekoppelt. The control device 30 comprises a control pressure surface 45, which is connected in terms of pressure with the main combustion chamber 6. The control pressure surface 45 is designed as an annular surface 46, which faces radially outside of the prechamber cylinder 24 of the main combustion chamber 6. The control pressure surface 45 is mechanically coupled to the control sleeve 34 via a coupling element 48.
Das Kopplungselement 48 ist als Schieber 50 ausgeführt, der in den Figuren 1 bis 7 in horizontaler Richtung hin und her bewegbar an dem Vorkammerzylinder 24 geführt ist. An einem in den Figuren 1 bis 7 rechten Ende 51 des Schiebers 50 ist die als Ringfläche 46 ausgeführte Steuerdruckfläche 45 vorgesehen. An einem in den Figuren 1 bis 7 linken Ende 52 des Schiebers 50 ist die Steuerhülse 34 befestigt. The coupling element 48 is designed as a slide 50, which in the FIGS. 1 to 7 is guided back and forth on the antechamber cylinder 24 in the horizontal direction. At a right in the figures 1-7 end 51 of the slider 50 designed as an annular surface 46 control pressure surface 45 is provided. At a left in the figures 1 to 7 end 52 of the slider 50, the control sleeve 34 is attached.
Die Steuereinrichtung 30 umfasst des Weiteren Federeinrichtungen 54, 55, die zum Beispiel als Schraubendruckfedern ausgeführt sind. Den in den Figuren 1 bis 7 linken Enden der Federeinrichtungen 54, 55 ist jeweils ein gehäusefester Anschlag 56, 57 zugeordnet. Die gehäusefesten Anschläge 56, 57 sind an den Vorkammerzylinder 24 vorgesehen. Die Federeinrichtungen 54, 55 sind zwischen den gehäusefesten Anschlägen 56, 57 und dem rechten Ende 51 des Schiebers 50 mit der Steuerdruckfläche 45 eingespannt. Somit ist der Schieber 50 über die Federeinrichtungen 54, 55 an den gehäusefesten Anschlägen 56, 57 abgestützt. ln den Figuren 1 und 2 ist das Bolzensetzgerät 1 in einem nicht angepressten Zustand dargestellt. Nicht angepresster Zustand bedeutet, dass das Setzende 14 des Treibkolbens 10 nicht durch einen Bolzen oder ein Befestigungselement mit einer Druckkraft beaufschlagt wird, der beziehungsweise das in einen Untergrund eingetrieben werden soll. Beim Anpressen wird das Bolzensetzgerät 1 mit dem Setzende 14 gegen den Untergrund gedrückt. The control device 30 further comprises spring devices 54, 55, which are designed, for example, as helical compression springs. The left ends of the spring devices 54, 55 in FIGS. 1 to 7 are each assigned a housing-fixed stop 56, 57. The housing-fixed stops 56, 57 are provided on the prechamber cylinder 24. The spring devices 54, 55 are clamped between the housing-fixed stops 56, 57 and the right end 51 of the slider 50 with the control pressure surface 45. Thus, the slider 50 via the spring means 54, 55 supported on the housing-fixed stops 56, 57. In Figures 1 and 2, the bolt setting tool 1 is shown in a non-pressed state. Not pressed state means that the setting end 14 of the driving piston 10 is not acted upon by a bolt or a fastener with a compressive force which is to be driven into a substrate. When pressing the bolt gun 1 is pressed with the setting end 14 against the ground.
Die Hauptbrennkammer 6 wird von einer Brennraumhülse 84 begrenzt, die in axialer Richtung begrenzt verlagerbar ist, um ein Spülen der Hauptbrennkammer 6 zu ermöglichen. In der Hauptbrennkammer 6 ist ein Ventilator 80 angeordnet. In Figur 2 ist die Lage der Brennraumhülse 84 so, dass der Ventilator 80 einen durch Pfeile angedeuteten Luftstrom 81 , 82 von der Geräterückseite, also der in Figur 2 rechten Seite, durch die Hauptbrennkammer 6 in die Umgebung erzeugt. Durch den Luftstrom 81 , 82 werden nach einem Setzvorgang Abgase aus der Hauptbrennkammer 6 heraus transportiert. Darüber hinaus sorgt der Luftstrom 81 , 82 für eine Kühlung der Hauptbrennkammer 6. The main combustion chamber 6 is bounded by a combustion chamber sleeve 84 which is displaceable in the axial direction limited to allow flushing of the main combustion chamber 6. In the main combustion chamber 6, a fan 80 is arranged. In FIG. 2, the position of the combustion chamber sleeve 84 is such that the fan 80 generates an air flow 81, 82 indicated by arrows from the rear of the device, that is to say the right side in FIG. 2, through the main combustion chamber 6 into the environment. By the air flow 81, 82 exhaust gases are transported out of the main combustion chamber 6 after a setting process. In addition, the air flow 81, 82 ensures cooling of the main combustion chamber 6.
In den Figuren 3 bis 6 ist das Bolzensetzgerät 1 im angepressten Zustand dargestellt. Im angepressten Zustand wird die Toolspitze des Bolzensetzgeräts 1 gegen einen Untergrund angepresst. Durch die Anpressbewegung wird die Brennraumhülse 84 nach hinten, also in Figur 4 nach rechts, verschoben, wie in Figur 4 durch einen Pfeil 83 angedeutet ist. Durch die Bewegung 83 der Brennraumhülse 84 nach hinten wird die Hauptbrennkammer 6 von der Umgebung abgeschlossen. In Figures 3 to 6, the bolt setting device 1 is shown in the pressed state. In the pressed state, the tool tip of the bolt setting device 1 is pressed against a substrate. By the pressing movement, the combustion chamber sleeve 84 to the rear, so in Figure 4 to the right, moved, as indicated in Figure 4 by an arrow 83. By the movement 83 of the combustion chamber sleeve 84 to the rear, the main combustion chamber 6 is closed from the environment.
Im Folgenden wird Brenngas über die Einlasseinrichtung 27 in die Vorkammer 25 und über die Einlasseinrichtung 8 in die Hauptbrennkammer 6 eingespritzt. Beim Einspritzen des Brenngases in die Vorkammer 25 und in die Hauptbrennkammer 6 dreht sich der Ventilator 80 in der Hauptbrennkammer 6. In the following, fuel gas is injected via the inlet device 27 into the prechamber 25 and via the inlet device 8 into the main combustion chamber 6. When injecting the fuel gas into the prechamber 25 and into the main combustion chamber 6, the fan 80 rotates in the main combustion chamber 6.
Die Zündung des Gasgemischs wird durch die der Vorkammer 25 zugeordnete Zündeinrichtung 26 in der Nähe des Puffers 1 10 eingeleitet. Nach der Zündung des Gasgemischs in der Vorkammer 25 breitet sich eine Flammfront aus, die von der Seite des Puffers 1 10 in Richtung der Hauptbrennkammer 6 wandert, also in Figur 4 nach rechts. Dabei schiebt die sich ausbreitende Flammfront unverbranntes Luft-/Brennstoffgemisch mit einem hohen Druck vor sich her in die Hauptbrennkammer 6. Das Überströmen von der Vorkammer 25 in die Hauptbrennkammer 6 erfolgt über die Überströmöffnungen 41 , 42 bei geöffneten Ventileinrichtungen 43, 44. Die Ventileinrichtungen 43, 44 sind zum Beispiel als Rückschlagklappen ausgeführt, welche die Überströmöffnungen 41 , 42, die auch als Überzündöffnungen bezeichnet werden, beim Ausbreiten der laminaren Flammfront freigeben. The ignition of the gas mixture is introduced through the ignition device 26 associated with the pre-chamber 25 in the vicinity of the buffer 1 10. After the ignition of the gas mixture in the pre-chamber 25, a flame front spreads, which migrates from the side of the buffer 1 10 in the direction of the main combustion chamber 6, ie in Figure 4 to the right. In this case, the propagating flame front pushes unburned air / fuel mixture with a high pressure before him into the main combustion chamber. 6 The overflow from the pre-chamber 25 into the main combustion chamber 6 via the overflow openings 41, 42 with open valve means 43, 44. The valve means 43, 44 are designed for example as check valves, which the overflow openings 41, 42, which are also referred to as Überzündöffnungen, Release during spreading of the laminar flame front.
Wenn die Flammfront die Rückschlagklappen der Ventileinrichtungen 43, 44 erreicht hat, kann die Flamme über die Rückschlagklappen in die Hauptbrennkammer 6 überzünden, wodurch die Hauptkammerverbrennung in der Hauptbrennkammer 6 eingeleitet wird. In Figur 6 ist durch ein Symbol 86 die Hauptkammerzündung in der Hauptbrennkammer 6 angedeutet. When the flame front has reached the check valves of the valve means 43, 44, the flame can over-ignite via the check valves in the main combustion chamber 6, whereby the main chamber combustion is introduced into the main combustion chamber 6. In FIG. 6, the main chamber ignition in the main combustion chamber 6 is indicated by a symbol 86.
Bei der Hauptkammerzündung 86 steigt der Druck in der Hauptbrennkammer 6 und die Steuerhülse 34 wird gegen die Kraft der Federeinrichtungen 54, 55, die sich an den gehäusefesten Anschlägen 56, 57 abstützen, nach vorne verschoben, also in Figur 6 nach links, wie durch Pfeile 87, 88 angedeutet ist. Durch die Bewegung 87, 88 der Steuerhülse 34 nach vorne werden zwei Druckentlastungsverbindungen 108, 109 der Vorkammer 25 geöffnet. In the main chamber ignition 86, the pressure in the main combustion chamber 6 increases and the control sleeve 34 is moved against the force of the spring devices 54, 55, which are supported on the housing-fixed stops 56, 57, forward, so in Figure 6 to the left, as indicated by arrows 87, 88 is indicated. By the movement 87, 88 of the control sleeve 34 forward two pressure relief connections 108, 109 of the pre-chamber 25 are opened.
Der aus der Vorkammer 25 über die geöffneten Entlüftungsverbindungen 108, 109 entweichende Vorkammerdruck ist in Figur 6 durch Pfeile 91 bis 94 angedeutet. Die Entlastungsverbindungen 108, 109 werden auch als Auspufföffnungen bezeichnet. Über die Entlastungsverbindungen oder Auspufföffnungen 108, 109 kann der Vorkammerdruck bei der Hauptkammerzündung 86 entweichen. Der Treibkolben 10 setzt sich bei der Hauptkammerzündung 86 mit hoher Geschwindigkeit in Bewegung und führt eine Setzung aus. The prechamber pressure escaping from the prechamber 25 via the opened vent connections 108, 109 is indicated by arrows 91 to 94 in FIG. The relief connections 108, 109 are also referred to as exhaust ports. Via the discharge connections or exhaust openings 108, 109, the pre-chamber pressure at the main chamber ignition 86 can escape. The driving piston 10 sets in the main chamber ignition 86 at high speed in motion and executes a settlement.
In Figur 7 ist das Bolzensetzgerät 1 bei einer thermischen Rückführung des Treibkolbens 10 im Längsschnitt dargestellt. Nachdem der Treibkolben 10 den unteren oder vorderen Kolbenumkehrpunkt an dem Puffer 1 10 erreicht hatte, wurde ein Hauptkammerrestdruck über die Entlastungsverbindung 109 abgeblasen. Das hat zur Folge, dass der Hauptbrennkammerdruck in der Hauptbrennkammer 6 auf Umgebungsdruck absinkt und die Steuerhülse 34 druckgesteuert die Auspufföffnungen oder Entlastungsverbindungen 108, 109 wieder verschließt. Durch eine Auskühlung des Bolzensetzgeräts 1 nach der Setzung entsteht in der Hauptbrennkammer 6 ein Unterdruck. Dieser Unterdruck in der Hauptbrennkammer 6 führt dazu, dass der Treibkolben 10 in seine Ausgangslage zurückgesogen oder zurückgesaugt wird. Hierbei wird durch einen Vorkammereinlass 140 an dem in Figur 7 linken Ende des Vorkammerzylinders 24 Frischluft in die Vorkammer 25 des Bolzensetzgeräts 1 gesogen oder gesaugt. Das Einsaugen der Frischluft ist in Figur 7 durch einen Pfeil 141 angedeutet. In Figure 7, the bolt setting device 1 is shown in a thermal return of the drive piston 10 in longitudinal section. After the driving piston 10 reached the lower or front piston turning point on the buffer 110, a main chamber residual pressure was blown off via the relief link 109. This has the consequence that the main combustion chamber pressure in the main combustion chamber 6 drops to ambient pressure and the control sleeve 34 pressure-controlled closes the exhaust ports or discharge connections 108, 109 again. By a cooling of the bolt setting device 1 after setting arises in the main combustion chamber 6, a negative pressure. This negative pressure in the main combustion chamber 6 causes the driving piston 10 is sucked back into its original position or sucked back. In this case 24 fresh air is sucked or sucked into the antechamber 25 of the bolt setting device 1 by a Vorkammereinlass 140 at the left in Figure 7 end of the prechamber cylinder 24. The suction of the fresh air is indicated in Figure 7 by an arrow 141.
Dem Vorkammereinlass 140 ist vorteilhaft ein einseitig wirkendes Rückschlagventil zugeordnet. Das Rückschlagventil umfasst zum Beispiel ein relativ großes Federblättchen, das zwar ein Einsaugen von Frischluft in die Vorkammer 25 ermöglicht, aber in umgekehrter Richtung ein unerwünschtes Ausströmen von mit Druck beaufschlagtem Brennstoff- Luftgemisch aus der Vorkammer 25 in die Umgebung verhindert. The Vorkammereinlass 140 is advantageously associated with a one-way check valve. For example, the check valve includes a relatively large leaflet which, while allowing fresh air to be drawn into the prechamber 25, but in the reverse direction prevents undesirable leakage of pressurized fuel and air mixture from the prechamber 25 into the environment.
Beim Abheben des Bolzensetzgeräts 1 mit dem Setzende 14, das in Figur 7 abgeschnitten dargestellt ist, von dem Untergrund wird die Brennraumhülse 84 wieder so verschoben, dass die Hauptbrennkammer 6 mit Umgebungsluft gespült werden kann, wie es in Figur 2 durch die Pfeile 81 und 82 angedeutet ist. Anschließend kann ein neuer Setzzyklus begonnen werden. When lifting the bolt setting device 1 with the setting end 14, which is shown cut off in Figure 7, from the ground, the combustion chamber sleeve 84 is again shifted so that the main combustion chamber 6 can be flushed with ambient air, as shown in Figure 2 by the arrows 81 and 82nd is indicated. Subsequently, a new setting cycle can be started.
In den Figuren 8 bis 1 1 ist die Steuereinrichtung 30 alleine in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Steuereinrichtung 30 umfasst die Steuerhülse 34, die über das Kopplungselement 48 mit einer Kopplungshülse 100 verbunden ist. An einem freien Ende der Kopplungshülse 100, also dem in Figur 9 rechten Ende der Kopplungshülse 100, ist die als Ringfläche 46 ausgeführte Steuerdruckfläche 45 vorgesehen. In FIGS. 8 to 11, the control device 30 is shown alone in different views. The control device 30 comprises the control sleeve 34, which is connected via the coupling element 48 with a coupling sleeve 100. At a free end of the coupling sleeve 100, so the right in Figure 9 end of the coupling sleeve 100, designed as an annular surface 46 control pressure surface 45 is provided.
Die Kopplungshülse 100 ist über Schieberstangen 101 , 102, 103, die teilweise den Schieber 50 darstellen, fest mit einem Verbindungsflansch 105 verbunden. Der Verbindungsflansch 105 verbindet die Steuerhülse 34 mit den Schieberstangen 101 bis 103. Auf der anderen Seite sind die Schieberstangen 101 bis 103 über einen Verbindungsflansch 98 mit der Kopplungshülse 100 verbunden. The coupling sleeve 100 is fixedly connected to a connecting flange 105 via slide rods 101, 102, 103, which partially represent the slider 50. The connecting flange 105 connects the control sleeve 34 with the slide rods 101 to 103. On the other side, the slide rods 101 to 103 are connected to the coupling sleeve 100 via a connecting flange 98.
Jeder Schieberstange 101 bis 103 ist eine als Druckfeder ausgeführte Federeinrichtung 54, 55 zugeordnet. Die Federeinrichtungen 54, 55 werden im eingebauten Zustand der Steuereinrichtung 30 zwischen dem Verbindungsflansch 98 und den gehäusefesten Anschlägen 56, 57 an dem Vorkammerzylinder 24 eingespannt. Die Steuerhülse 34 dient dazu, die Durchtrittsöffnungen 31 , 32; 1 17, 1 18 in dem Vorkammerzylinder 24 bedarfsabhängig freizugeben, wie in Figur 6 durch die Pfeile 91 bis 94 angedeutet ist. Zu diesem Zweck weist die Steuerhülse 34 die Durchtrittsöffnungen 37, 38; 1 17, 1 18 auf, die zum Öffnen der Entlüftungsverbindungen 108, 109 mit den Durchtrittsöffnungen 31 , 32; 1 1 1 , 1 12 in dem Vorkammerzylinder 24 zur Deckung gebracht werden. Each slide rod 101 to 103 is associated with a spring device 54, 55 designed as a compression spring. The spring devices 54, 55 are clamped in the installed state of the control device 30 between the connecting flange 98 and the housing-fixed stops 56, 57 on the prechamber cylinder 24. The control sleeve 34 serves to the passage openings 31, 32; 1 17, 1 18 in the antechamber cylinder 24 release dependent on demand, as indicated in Figure 6 by the arrows 91 to 94. For this purpose, the control sleeve 34, the passage openings 37, 38; 1 17, 1 18 on which, to open the vent connections 108, 109 with the passage openings 31, 32; 1 1 1, 1 12 are brought into the pre-chamber cylinder 24 to cover.
In Figur 10 sieht man, dass die Rückschlagventileinrichtung 120 Ventilelemente 121 bis 123 umfasst, die durch einen Verbindungsringkörper 124 miteinander verbunden sind. Jedes der Ventilelemente 121 bis 123 umfasst zwei Schließelemente 127, 128, die Durchtrittsöffnungen 37; 1 18 der beiden Entlastungsverbindungen 108; 109 zugeordnet sind. In FIG. 10 it can be seen that the check valve device 120 comprises valve elements 121 to 123, which are connected to one another by a connecting ring body 124. Each of the valve elements 121 to 123 comprises two closing elements 127, 128, the passage openings 37; 1 18 of the two discharge connections 108; 109 are assigned.
Die Ventilelemente 121 bis 123 mit den Schließelementen 127, 128 sind einstückig aus Federstahl gebildet. Die Herstellung der Ventilelemente 121 bis 123 mit den Schließelementen 127, 128 erfolgt zum Beispiel durch Laserstrahlschneiden. Der Verbindungsringkörper 124 kann ebenfalls durch Laserstrahlschneiden aus einem Federstahlmaterial hergestellt werden. The valve elements 121 to 123 with the closing elements 127, 128 are integrally formed from spring steel. The production of the valve elements 121 to 123 with the closing elements 127, 128 takes place, for example, by laser beam cutting. The connecting ring body 124 may also be made by laser cutting from a spring steel material.
Das Systemverhalten beziehungsweise die Gesamtenergie des Setzgeräts 1 ist, insbesondere aufgrund von Umwelteinflüssen, nicht konstant. Bei einer Regelung der überströmenden Gasmenge zwischen der Vorkammer 25 und der Hauptbrennkammer 6 wird lediglich ein Relativwert zwischen diesen abgegriffen, der sich aufgrund der vor der Verbrennung herrschenden Bedingungen einstellt. Da die Setzenergie jedoch durch den Differenzdruck zwischen der Hauptbrennkammer und dem Umgebungsdruck bestimmt wird, kann es, wie bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen herausgefunden wurde, zu nicht konstanten Energieoutputs des Setzgeräts 1 kommen. Durch die Erfindung werden ein Setzgerät und Verfahren beziehungsweise ein System bereitgestellt, das einem Anwender des Setzgeräts 1 eine konstante Einstellung der Energie ermöglicht. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass das Setzgerät 1 auch bei unterschiedlichen Umweltbedingungen eine konstante vordefinierte Setzenergie liefert. The system behavior or the total energy of the setting device 1 is not constant, in particular due to environmental influences. In a regulation of the amount of gas flowing over between the antechamber 25 and the main combustion chamber 6, only a relative value between them is tapped, which is established due to the prevailing conditions prior to combustion. However, since the set energy is determined by the differential pressure between the main combustion chamber and the ambient pressure, it may, as found in experiments and investigations carried out in the present invention, come to non-constant energy outputs of the setting device 1. The invention provides a setting device and method or a system that allows a user of the setting device 1, a constant adjustment of energy. This advantageously ensures that the setting tool 1 delivers a constant predefined set energy even under different environmental conditions.
In Figur 12 ist durch ein Rechteck 161 eine Ventileinrichtung angedeutet, die der Vorkammer 25 zugeordnet ist. Die Ventileinrichtung 161 ist an dem in Figur 12 linken Ende des Vorkammerzylinders 24 angebracht. Dabei ist die Ventileinrichtung 161 radial außerhalb der Kolbenstange 1 1 des Treibkolbens angeordnet. In FIG. 12, a rectangle 161 indicates a valve device which is assigned to the pre-chamber 25. The valve device 161 is at the left end in FIG Antechamber cylinder 24 attached. In this case, the valve device 161 is arranged radially outside of the piston rod 1 1 of the drive piston.
Die Ventileinrichtung 161 ist steuerungsmäßig mit einer elektronischen Regelung verbunden, die durch ein Rechteck 162 angedeutet ist. Durch weitere Rechtecke 163, 164 sind Sensoren angedeutet, die steuerungsmäßig mit der elektronischen Regelung 162 verbunden sind. Der Sensor 163 ist der Vorkammer 25 zugeordnet. Der Sensor 164 ist der Hauptbrennkammer 6 zugeordnet. The valve device 161 is connected in terms of control with an electronic control, which is indicated by a rectangle 162. By further rectangles 163, 164 sensors are indicated, which are connected in terms of control with the electronic control 162. The sensor 163 is associated with the antechamber 25. The sensor 164 is associated with the main combustion chamber 6.
Darüber hinaus ist der Hauptbrennkammer 6 eine Ventileinrichtung 168 zugeordnet, die steuerungsmäßig ebenfalls mit der elektronischen Regelung 162 verbunden ist. Die beiden Ventileinrichtungen 161 und 168 sind als Druckbegrenzungsventile ausgeführt. Die Druckbegrenzungsventile 161 , 168 werden elektronisch über die elektronische Regelung 162 angesteuert. Mit den Sensoren 163, 164 können Umwelteinflüsse erfasst werden. Zu diesem Zweck sind die Sensoren 163, 164 zum Beispiel als Temperatursensoren oder als Drucksensoren ausgeführt. Über die elektronische Regelung 162 werden im Betrieb des Setzgeräts 1 die Druckbegrenzungsventile 161 , 168 entsprechend von Umwelteinflüssen verstellt. So wird zum Beispiel bei niedrigen Temperaturen das der Vorkammer 25 zugeordnete Druckbegrenzungsventil 161 so geregelt, dass ein Voraufladedruck von 0,7 bar erreicht wird. Bei hohen Temperaturen wird das Druckbegrenzungsventil 161 entsprechend angesteuert, um einen höheren Voraufladedruck zu ermöglichen, da bei hohen Temperaturen aufgrund der Luftdichte weniger Gas in dem Setzgerät 1 zur Verbrennung zur Verfügung steht. In addition, the main combustion chamber 6 is associated with a valve device 168, which is also connected to the electronic control 162 in terms of control. The two valve devices 161 and 168 are designed as pressure relief valves. The pressure limiting valves 161, 168 are controlled electronically via the electronic control 162. With the sensors 163, 164 environmental influences can be detected. For this purpose, the sensors 163, 164 are designed, for example, as temperature sensors or as pressure sensors. The electronic control 162, the pressure limiting valves 161, 168 are adjusted according to environmental influences during operation of the setting device 1. Thus, for example, at low temperatures, the pressure limiting valve 161 associated with the pre-chamber 25 is regulated in such a way that a precharge pressure of 0.7 bar is achieved. At high temperatures, the pressure relief valve 161 is driven accordingly to allow a higher precharge pressure, since at high temperatures due to the air density less gas in the setting tool 1 is available for combustion.
Die Sensoren 163, 164 können auch als Drucksensoren ausgeführt sein, welche die Maximaldrücke in der Vorkammer 25 oder in der Hauptbrennkammer 6 messen. Als Maximaldruck wird in diesem Zusammenhang der maximal in der entsprechenden Kammer auftretende Druck bezeichnet. In der elektronischen Regelung 162 wird der Maximaldruck nach einer erfolgten Setzung ausgewertet. Daraus erhält man Informationen über die Energie, welche für die Setzung zur Verfügung stand. Vor einer nachfolgenden Setzung kann dann eines der Druckbegrenzungsventile 161 , 168 so reguliert werden, dass die von der elektronischen Regelung 162 definierte Geräteenergie zur Verfügung steht. Alternativ können beide Druckbegrenzungsventile 161 , 168 entsprechend reguliert werden. Durch ein Rechteck 165 ist eine Benutzerschnittstelle angedeutet, die steuerungsmäßig mit der elektronischen Regelung 162 verbunden ist. Die Benutzerschnittstelle 165 ermöglicht es dem Anwender des Setzgeräts 1 vorteilhaft, die Energie des Setzgeräts 1 elektronisch einzustellen. Hierzu wird die Information Benutzerschnittstelle 165 der elektronischen Regelung 162 übergeben. Über die elektronische Regelung 162 wird dann mindestens eines der Druckbegrenzungsventile 161 , 168 eingestellt. The sensors 163, 164 may also be designed as pressure sensors, which measure the maximum pressures in the antechamber 25 or in the main combustion chamber 6. The maximum pressure in this context is the maximum pressure occurring in the corresponding chamber. In the electronic control 162, the maximum pressure is evaluated after a successful setting. From this one obtains information about the energy that was available for setting. Before subsequent setting, one of the pressure relief valves 161, 168 can then be regulated so that the device energy defined by the electronic control 162 is available. Alternatively, both pressure relief valves 161, 168 can be regulated accordingly. By a rectangle 165, a user interface is indicated, which is connected in terms of control with the electronic control 162. The user interface 165 advantageously enables the user of the setting device 1 to set the energy of the setting device 1 electronically. For this purpose, the information user interface 165 of the electronic control 162 is transferred. At least one of the pressure limiting valves 161, 168 is then set via the electronic control 162.
Bei dem in Figur 13 dargestellten Bolzensetzgerät 1 ist der Vorkammer 25 eine durch ein Rechteck 171 angedeutete Ventileinrichtung zugeordnet. Der Hauptbrennkammer 6 ist eine ebenfalls als Rechteck angedeutete Ventileinrichtung 172 zugeordnet. Durch Betätigungssymbole an den Ventileinrichtungen 171 , 172 ist angedeutet, dass die Ventileinrichtungen manuell durch den Anwender oder Benutzer verstellt werden können. Das Verstellen oder Einstellen der Ventileinrichtungen 171 , 172 erfolgt zum Beispiel über Stellräder oder ein gemeinsames Stellrad, über das beide Ventileinrichtungen 171 , 172 gemeinsam eingestellt werden können. Die beiden Ventileinrichtungen 171 , 172 sind als Druckbegrenzungsventile ausgeführt. In the bolt setting device 1 shown in FIG. 13, the prechamber 25 is assigned a valve device indicated by a rectangle 171. The main combustion chamber 6 is associated with a likewise indicated as a rectangle valve means 172. By actuating symbols on the valve devices 171, 172 it is indicated that the valve devices can be manually adjusted by the user or user. The adjustment or adjustment of the valve devices 171, 172 takes place for example via adjusting wheels or a common setting wheel, via which both valve devices 171, 172 can be adjusted together. The two valve devices 171, 172 are designed as pressure relief valves.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in den Figuren 12 und 13 der Hauptbrennkammer 6 zugeordneten Ventileinrichtungen 168;172 auch weggelassen werden können. Der erfindungsgemäße Effekt stellt sich auch dann ein, wenn nur der Vorkammer 25 die Ventileinrichtung 161 ; 171 zugeordnet wird. It should be noted that the valve devices 168, 172 assigned in FIGS. 12 and 13 of the main combustion chamber 6 can also be omitted. The effect according to the invention also occurs when only the antechamber 25, the valve device 161; 171 is assigned.
Mit den Ventileinrichtungen 161 ; 171 , gegebenenfalls in Kombination mit den Ventileinrichtungen 168; 172, kann während einer Druckaufbauphase der maximale Aufladedruck variiert werden. In der Druckaufbauphase wird ein Brennstoff-Luft-Gemisch mit einer laminaren Flammfront in der Vorkammer 25 verbrannt. Über die optionale Ventileinrichtung 168; 172 kann während einer Hauptkammerverbrennung der Maximaldruck begrenzt werden. With the valve devices 161; 171, optionally in combination with the valve means 168; 172, the maximum supercharging pressure can be varied during a pressurization phase. In the pressurization phase, a fuel-air mixture is burned with a laminar flame front in the pre-chamber 25. Via the optional valve device 168; 172 can be limited during a Hauptkammerverbrennung the maximum pressure.

Claims

PATENTANSPRUECHE cLAIMS
1 . Brennkraftbetriebenes Setzgerät (1 ) zum Eintreiben von Befestigungselementen in einen Untergrund, mit mindestens einer Hauptbrennkammer (6) für einen Brennstoff, mit einem Treibkolben (10), der über expandierbare Gase aus der Hauptbrennkammer (6) in einer Setzrichtung (15) antreibbar ist, und mit einer Vorkammer (25), der eine Zündeinrichtung (26) zugeordnet ist und in der vor der Zündung eines Brennstoff-Luft- Gemischs in der Hauptbrennkammer (6) ein auf die Hauptbrennkammer (6) wirkender Druck aufbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkammer (25) eine Ventileinrichtung (161 ;171 ) zugeordnet ist, über die ein maximaler Aufladedruck in der1 . Internal combustion setting device (1) for driving fastening elements into a substrate, having at least one main combustion chamber (6) for a fuel, with a driving piston (10) which can be driven via expandable gases from the main combustion chamber (6) in a setting direction (15), and with an antechamber (25), which is associated with an ignition device (26) and in which prior to the ignition of a fuel-air mixture in the main combustion chamber (6) a pressure acting on the main combustion chamber (6) can be built up, characterized in that the pre-chamber (25) is associated with a valve device (161; 171), via which a maximum supercharging pressure in the
Vorkammer (25) variiert werden kann, um die bei einem Setzvorgang bereitgestellte Setzenergie zu justieren. Pre-chamber (25) can be varied to adjust the set energy provided in a setting process.
2. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (161 ;171 ) als manuell betätigtes Abblasventil ausgeführt ist. 2. Combustion-operated setting tool according to claim 1, characterized in that the valve device (161, 171) is designed as a manually operated blow-off valve.
3. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (161 ;171 ) als Druckregelventil ausgeführt ist. 3. Internal combustion setting device according to claim 1, characterized in that the valve device (161, 171) is designed as a pressure control valve.
4. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (161 ) durch eine elektronische Regelung (162) elektrisch angesteuert ist. 4. Combustion-operated setting tool according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device (161) is electrically controlled by an electronic control (162).
5. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Regelung (162) eine Benutzerschnittstelle (165) umfasst. 5. Combustion-operated setting device according to claim 4, characterized in that the electronic control (162) comprises a user interface (165).
6. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (161 ) steuerungsmäßig mit einer Sensoreinrichtung verbunden ist, die mindestens einen Sensor (163,164) umfasst. 6. Combustion-operated setting tool according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device (161) is connected in terms of control with a sensor device comprising at least one sensor (163,164).
7. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen Beschleunigungssensor, einen Geschwindigkeitssensor und/oder einen Sensor zur Erfassung einer Höhe umfasst, in der sich das Setzgerät (1 ) aktuell befindet. 7. Combustion-operated setting tool according to claim 6, characterized in that the sensor device comprises at least one temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, a speed sensor and / or a sensor for detecting a height in which the setting device (1) is currently located.
8. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbrennkammer (6) eine Ventileinrichtung (168;172) zugeordnet ist, über die ein Maximaldruck in der Hauptbrennkammer (6) begrenzt werden kann. 8. Combustion-operated setting tool according to one of the preceding claims, characterized in that the main combustion chamber (6) is associated with a valve device (168, 172) via which a maximum pressure in the main combustion chamber (6) can be limited.
9. Brennkraftbetriebenes Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzgerät (1 ) eine Steuereinrichtung (30) umfasst, über welche die Setzenergie aus einem Differenzdruck zwischen der Hauptbrennkammer (6) und einem Umgebungsdruck bestimmt wird. 9. Combustion-operated setting tool according to one of the preceding claims, characterized in that the setting device (1) comprises a control device (30) via which the set energy from a differential pressure between the main combustion chamber (6) and an ambient pressure is determined.
10. Verfahren zum Betreiben eines brennkraftbetriebenen Setzgeräts (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. A method for operating a combustion-powered setting device (1) according to one of the preceding claims.
1 1 . Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode zum Durchführen eines Verfahrens nach Anspruch 10, insbesondere wenn das Programm in einer Steuerung des Setzgeräts (1 ) ausgeführt wird. 1 1. Computer program product with a program code for performing a method according to claim 10, in particular when the program is executed in a control of the setting device (1).
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