[0001] Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, insbesondere ein handgeführtes Eintreibgerät,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] DE 102 60 702 A1 beschreibt ein Eintreibgerät mit einer Dosiereinrichtung zur kontrollierten Zuführung
eines Brennstoffs, wobei die Dosiereinrichtung eine Kammer mit einem darin verschieblichen
Kolben umfasst. Je nach Ausführungsform ist der Kolben entweder mechanisch betätigbar,
indem er beim Anpressen des Eintreibgerätes bewegt wird, oder durch einen elektrischen
Antrieb.
[0003] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein mit Brennstoff betriebenes Eintreibgerät anzugeben,
das eine besonders effektive Dosiervorrichtung für den Brennstoff aufweist.
[0004] Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Eintreibgerät erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die zusätzliche Stützkraft
aus einer zweiten Kraftquelle, die an dem Verdrängerglied angreift, kann die eigentliche
Betätigungskraft zur Dosierung des Brennstoffs bzw. zu einem Ausstoß des Brennstoffs
aus der Dosiervorrichtung erheblich kleiner gehalten werden. Dies ist allgemein von
Vorteil, unbeschadet der genauen Antriebsart des Verdrängerglieds. Im Sinne der Erfindung
kann die erste Kraftquelle zur Betätigung des Verdrängerglieds dabei jede beliebige
kontrollierte Antriebskraft, wie zum Beispiel Muskelkraft einer Bedienperson, ein
elektrischer Aktuator, ein pneumatischer Aktuator oder Anderes sein.
[0005] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die erste Kraftquelle
durch die Muskelkraft einer Bedienperson bereitgestellt. Dies erfolgt besonders bevorzugt,
aber nicht notwendig im Zuge eines Anpressvorgangs des Eintreibgerätes gegen ein Werkstück.
Zum Beispiel ist dabei ein bewegliches Anpressglied, das mit weiteren Sicherheitsvorkehrungen
des Eintreibgerätes verbunden ist, über ein mechanisches Gestänge mit dem Verdrängerglied
gekoppelt.
[0006] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verdrängerglied
an einer dem Dosiervolumen abgewandten Seite mit einem Druck des Brennstoffs als Stützkraft
beaufschlagt. Durch die somit beidseitige Beaufschlagung des Verdrängerglieds mit
einem Druck des Brennstoffs heben sich die durch den Brennstoffdruck auf das Verdrängerglied
wirkenden Kräfte zumindest teilweise auf, so dass die zur Bewegung des Verdrängerglieds
gegen das Dosiervolumen erforderliche Kraft verringert ist. In bevorzugter Detailgestaltung
erfolgt dabei die Druckbeaufschlagung des Verdrängerglieds zur Erzeugung der Stützkraft
in einem von dem Dosiervolumen durch ein Ventilglied separierbaren Gegenraum. Weiterhin
bevorzugt kann das Verdrängerglied im Interesse einer einfachen mechanischen Lösung
als linear bewegbarer Kolben ausgebildet sein, wobei bevorzugt, aber nicht notwendig
ein in den Gegenraum ragender Querschnitt des Kolbens kleiner als ein in das Dosiervolumen
ragender Querschnitt des Kolbens ist. Je nach Anforderungen kann das Verdrängerglied
aber auch an zumindest einer seiner beide Seiten mit einer das Dosiervolumen oder
den Gegenraum abschließenden Membran verbunden sein oder auf sonstige bekannte Weise
ausgebildet sein, wie es zum Beispiel im Stand der Technik
DE 102 60 702 A1 beschrieben ist. Dies beinhaltet prinzipiell Lösungen, bei denen des Dosiervolumens
an sich veränderlich ist, zum Beispiel durch Ausbildung als Membran, Faltenbalg oder
Ähnliches. Unter einem Verdrängerglied im Sinne der Erfindung wird dabei zumindest
ein zum Antrieb der Volumenänderung bewegliches Bauteil verstanden.
[0007] Alternativ oder ergänzend kann an dem Verdrängerglied eine Stützfeder angeordnet
sein. Eine solche Stützfeder kann je nach Ausgestaltung als alleinige Quelle der Stützkraft
dienen, so dass zur Betätigung des Verdrängerglieds nur die Differenzkraft zwischen
der Stützkraft der Feder und der durch den Brennstoffdruck ausgeübten Kraft erforderlich
ist. Die Feder kann aber auch zusätzlich zu einer Anordnung beispielsweise nach einem
der Ansprüche 3 bis 5 angeordnet sein, um eine Feinjustage der Kraft zu ermöglichen
und/oder das Verdrängerglied je nach Betriebszustand in eine definierte Position zu
verbringen. Zum Beispiel kann auch eine Einstellbarkeit der notwendigen ersten Kraftquelle
vorgesehen sein, indem die Stützkraft über eine Änderung eines Anschlags der Feder
justiert werden kann. Insbesondere kann die Stützfeder auch in eine Öffnungsrichtung
des Verdrängerglieds wirken, wenn die weiteren Kräfte, z.B. Druckkräfte des Brennstoffs
in dem Dosiervolumen und einem Gegenvolumen, entsprechend ausgelegt sind.
[0008] Allgemein vorteilhaft ist es vorgesehen, dass das Eintreibgerät keinen elektrischen
Energiespeicher aufweist. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass ein erfindungsgemäßes
Eintreibgerät besonders vorteilhaft durch eine Muskelkraft der Bedienperson betätigt
werden kann, wobei durch die Muskelkraft auch die Dosierung und Einspritzung des Brennstoffs
aus dem Dosiervolumen in die Brennkammer erfolgt. Grundsätzlich ist ein erfindungsgemäßes
Eintreibgerät aber auch in Kombination mit einer elektrisch betriebenen Dosiervorrichtung
vorteilhaft, da durch die zweite Stützkraft bzw. die erhebliche Verringerung der Betätigungskraft
ein Verbrauch an elektrischer Energie zur Betätigung der Dosiervorrichtung verringert
wird.
[0009] Weiter Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenem
Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
[0010] Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und
anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine schematische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Eintreibgerätes.
- Fig. 2
- zeigt eine schematische Ansicht einer Dosiervorrichtung des Eintreibgeräts aus Fig.
1.
[0011] Das in Fig. 1 gezeigt Eintreibgerät umfasst eine Brennkammer 1, in die ein Brennstoff,
vorliegend Flüssiggas, aus einem Brennstofftank 2 mittels Leitungen 3 über eine Dosiervorrichtung
4 kontrolliert eingebracht werden kann. Durch Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches
in der Brennkammer 1 mittels einer Zündkerze 5 wird ein Kolben 6 mit einem damit verbundenen
Eintreibstößel 7 vorgetrieben, um ein Befestigungselement aus einem Magazin 8 in ein
Werkstück (nicht dargestellt) einzutreiben.
[0012] In einem vorderen Endbereich des Eintreibgeräts ist ein Mündungsglied 9 vorgesehen,
das aus Sicherheitsgründen zunächst gegen das Werkstück gedrückt wird, wozu die Muskelkraft
der Bedienperson genutzt wird. Ein Zünden des Eintreibgeräts erfolgt vorliegend über
einen Betätigungsschalter 10, der an einem Griffbereich 11 des Gerätes angeordnet
ist. In dem Griffbereich 11 befindet sich neben dem Brennstofftank 2 auch eine Steuerelektronik
12 mit einem elektrischen Energiespeicher 13, vorliegend einem Akkumulator. Diese
elektrischen Vorrichtungen dienen vorrangig der Zündung des Brennstoffs. Diese Aufgabe
kann bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform, bei der kein elektrischer
Energiespeicher in dem Gerät vorgesehen ist, auch durch eine elektromechanische Zündung
wie zum Beispiel einen Piezoschalter oder Ähnliches erfüllt werden.
[0013] Die Dosiervorrichtung 4 ist in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt, indem eine
hinführende Brennstoffleitung 3 und eine wegführende Brennstoffleitung 3a in die Dosiervorrichtung
4 münden. Ferner ist ein mechanisches Anpressglied 14 mit der Dosiervorrichtung 4
verbunden, welches als nur schematisch dargestelltes Gestänge 14 ausgebildet ist und
mit einem Ende im Bereich des Mündungsglieds 9 endet. Hierdurch erfolgt eine Betätigung
der Dosiervorrichtung 4 synchron mit einem Andrücken des Eintreibgerätes gegen das
Werkstück bzw. ein Betätigen des Anpressgliedes 14.
[0014] Die Dosiervorrichtung 4 ist in Fig. 2 schematisch detailliert dargestellt. Sie umfasst
ein Dosiervolumen 15, das einen Brennstoffeingang 16 und einen Brennstoffausgang 17
aufweist. Die Eingänge und Ausgänge 17 sind jeweils mit umgekehrt arbeitenden Ventilgliedern
18 nach Art von Rückschlagventilen verschließbar. Ferner ist an dem Dosiervolumen
15 eine Eintrittsöffnung 15a vorgesehen, in die ein als zylindrischer Kolben ausgeformtes
Verdrängerglied 19 eingesetzt ist. Eine Ringdichtung 21 dichtet das Verdrängerglied
19 gegen die Wand der Öffnung 15a ab.
[0015] Strömt nun Flüssiggas als Brennstoff über das Rückschlagventil 18 in das Dosiervolumen
15 ein, so wirkt eine das Verdrängerglied 19 aus dem Dosiervolumen 15 heraus treibende
Kraft auf das kolbenförmige Verdrängerglied 19, die dem Produkt des in dem Dosiervolumen
19 vorherrschenden Drucks mit dem Querschnitt der Öffnung 15a bzw. dem relevanten
Querschnitt des Verdrängerglieds 19 entspricht.
[0016] Um Flüssiggas aus dem Dosiervolumen 15 über die Austrittsöffnung 17 auszutreiben,
ist es gemäß der Funktion der Dosiervorrichtung 4 vorgesehen, dass das Verdrängerglied
19 in das Dosiervolumen 15 hinein bewegt wird, um eine entsprechende Menge des Flüssiggases,
insbesondere Flüssiggas in flüssiger Phase, zu verdrängen.
[0017] Die Antriebskraft zu dieser Bewegung wird im vorliegenden Beispiel über die Muskelkraft
der Bedienperson als erste Kraftquelle über das Anpressglied bzw. Gestänge 14 auf
das Verdrängerglied 19 übertragen. Hierzu ist an dem Verdrängerglied 19 eine entsprechende
Ausformung 19a zur Verbindung mit dem Gestänge 14 schematisch dargestellt.
[0018] Um die notwendige Betätigungskraft, die eine entsprechend große mechanische Arbeit
gegen den Druck in dem Dosiervolumen 15 erforderlich macht, zu reduzieren, ist erfindungsgemäß
eine zweite Kraftquelle vorgesehen, die eine Stützkraft auf das Verdrängerglied 19
ausübt, welche in einer Bewegungsrichtung in das Dosiervolumen 15 hinein gerichtet
ist.
[0019] Im vorliegenden Beispiel wird diese Stützkraft dadurch bereit gestellt, dass ein
dem Ende 19b des Verdrängerglieds 19, welches dem in das Dosiervolumen 15 hinein ragenden
Ende entgegen gesetzt ist, in ein Gegenvolumen 20 geführt ist. Das Gegenvolumen 20
hat ähnlich dem Dosiervolumen 15 eine Öffnung 20a, in die das Ende 19b des Verdrängerglieds
19 eingesetzt ist und gegen die das Verdrängerglied 19 mittels einer Ringdichtung
21 abgedichtet ist.
[0020] Eine Brennstoffleitung 3 führt in das Gegenvolumen 20 sowohl hinein als auch hinaus,
wobei der austretende Teil der Brennstoffleitung 3 mit dem Eintritt 16 des Dosiervolumens
15 verbunden ist.
[0021] Das Gegenvolumen 20 steht daher unter dem Druck des Brennstofftanks 2. Entsprechend
wird eine der das Verdrängerglied 19 aus dem Dosiervolumen 15 austreibenden Kraft
F1 entgegengesetzte Stützkraft F2 auf das Ende 19b des Verdrängerglieds 19 ausgeübt.
Die Stützkraft F2 entspricht dem Produkt aus dem in dem Gegenvolumen 20 herrschenden
Druck und dem Querschnitt der Öffnung 20a des Gegenvolumens 20.
[0022] Da im dargestellten Fall keine weiteren Elemente, zum Beispiel Federn, Kräfte auf
das Verdrängerglied 19 ausüben, ist es vorgesehen, dass der Querschnitt der Öffnung
20a des Gegenvolumens 20 etwas kleiner ist als der Querschnitt der Öffnung 15a des
Dosiervolumens 15. Hierdurch wird das Verdrängerglied 19 mit einer relativ kleinen
Differenzkraft F1-F2 in Richtung des Gegenvolumens 20 gedrückt, wenn in beiden Volumina
15, 20 Brennstoffdruck anliegt.
[0023] Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
In einem betätigungsfreien Zustand der Dosiervorrichtung 4 strömt Flüssiggas aus dem
Brennstofftank 2 über die Leitung 3 und das Gegenvolumen 20 in das Dosiervolumen 15,
bis dieses maximal gefüllt ist. Dabei ist die Kraft F1 etwas größer als die Kraft
F2, so dass das Verdrängerglied 19 durch den Brennstoffdruck bis zu einem gegebenenfalls
einstellbaren Anschlag aus dem Dosiervolumen 15 herausgetrieben wird.
[0024] Wird nun das Eintreibgerät durch die Muskelkraft der Bedienperson als erste Kraftquelle
gegen das Werkstück angedrückt, so wird das Gestänge 14 bewegt, wodurch mittels einer
nicht dargestellten mechanischen Verkopplung das Verdrängerglied 19 in das Dosiervolumen
15 eingetrieben wird. Die hierdurch bedingte Druckerhöhung bzw. Verdrängung des insbesondere
flüssigen Brennstoffs in dem Dosiervolumen 15 führt zur Öffnung des ausströmseitigen
Ventilglieds 18 gegen eine Druckfeder 18a, so dass das Flüssiggas durch den weiteren
Verlauf der Leitung 3a in die Brennkammer 1 einströmt.
[0025] Das eintrittsseitig des Dosiervolumens angeordnete Ventil 18 wird dabei in Schließrichtung
belastet, so dass lediglich die von dem Verdrängerglied 19 durch Einschieben in das
Dosiervolumen 15 verdrängte, wohldefinierte Menge an Flüssiggas in die Brennkammer
gelangt. Sobald das Verdrängerglied 19 vollständig in das Dosiervolumen 15 eingefahren
ist, verschließt die Druckfeder 18a das Ventilglied 18 und der Dosiervorgang ist abgeschlossen.
[0026] Nachfolgend kann durch Betätigung des Schalters 10 ein Zündfunke der Zündkerze 5
ausgelöst und das Brennstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer 1 auf bekannte Weise
gezündet werden.
1. Eintreibgerät, umfassend
einen Tank (2) zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Flüssiggas,
eine mit dem Tank (2) verbundene Brennkammer (1), wobei die Brennkammer (1) einen
beweglichen Kolben (6) zum Antrieb eines Eintreibstößels (7) aufweist, und
eine zwischen dem Tank (2) und der Brennkammer (1) angeordnete Dosiervorrichtung (4),
wobei die Dosiervorrichtung (4) ein bewegbares Verdrängerglied (19) zum Ausstoßen
des Brennstoffs aus einem Dosiervolumen (15) aufweist,
wobei das Verdrängerglied (19) durch eine Betätigungskraft aus einer ersten Kraftquelle
in einer Verdrängungsrichtung gegen einen Druck des Brennstoffs bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Verdrängerglied (19) eine zusätzliche Stützkraft aus einer zweiten Kraftquelle
angreift.
2. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftquelle durch die Muskelkraft einer Bedienperson bereitgestellt wird,
insbesondere im Zuge eines Anpressvorgangs des Eintreibgerätes gegen ein Werkstück.
3. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerglied (19) an einer dem Dosiervolumen (15) abgewandten Seite mit einem
Druck des Brennstoffs als Stützkraft beaufschlagt ist.
4. Eintreibgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung des Verdrängerglieds (19) zur Erzeugung der Stützkraft in
einem von dem Dosiervolumen (15) durch ein Ventilglied (18) separierbaren Gegenraum
(20) erfolgt.
5. Eintreibgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerglied (19) als linear bewegbarer Kolben ausgebildet ist, wobei ein
in den Gegenraum (20) ragender Querschnitt des Kolbens kleiner als ein in das Dosiervolumen
(15) ragender Querschnitt des Kolbens ist.
6. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verdrängerglied (19) eine Stützfeder angeordnet ist.
7. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eintreibgerät keinen elektrischen Energiespeicher (13) aufweist, und dass insbesondere
der Brennstoff die einzige Energiequelle für den Antrieb eines Eintreibstößels ist.