[0001] Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, insbesondere ein handgeführtes Eintreibgerät,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] US 4,712,379 beschreibt ein mit Brenngas betriebenes Eintreibgerät, bei dem Flüssiggas aus einem
Vorratstank über eine Gasleitung in eine Brennkammer geführt wird. Nach Einspritzung
einer Menge von Brenngas in die mit Luft gefüllte Brennkammer kann eine Zündung des
Brenngas-Luft-Gemisches erfolgen, um einen Kolben mit einem daran anschließenden Eintreibstößel
zum Eintreiben eines Befestigungsglieds, z.B. einem Nagel, vorzutreiben.
[0003] Häufig werden derartige Geräte mit Flüssiggas betrieben, wobei eine Menge des unter
Druck stehenden, sich in flüssiger Phase befindlichen Gases zunächst über ein Ventilglied
in die Leitung zur Brennkammer eingebracht wird. Bis zu einer ausreichenden, möglichst
vollständigen Verdampfung des Flüssiggases und Durchmischung mit der Verbrennungsluft
vergeht dabei ein gewisser Zeitraum, der als Verzögerung beim Betrieb des Eintreibgerätes
störend wirken kann. Die Freigabe des Brenngases aus dem Vorratsspeicher erfolgt dabei
regelmäßig nicht vor einem Anpressen des Eintreibgerätes an ein Werkstück, wodurch
eine Sicherheitsmechanik betätigt wird. Vergeht zwischen dieser Freigabe des Gases
und der Zündbarkeit des Gemisches ein zu langer Zeitraum, so besteht die Gefahr, dass
der Benutzer das Gerät wieder absetzt oder ein Auslösen im Zuge eines teilweisen Absetzens
erfolgt.
[0004] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein mit Brennstoff betriebenes Eintreibgerät anzugeben,
dessen Bedienbarkeit durch besonders geringe Verzögerungszeiten verbessert ist.
[0005] Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Eintreibgerät erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch das Wärmeleitelement wird
ein Wärmeeintrag in den Brennstoff beschleunigt und der auf die Leitung entfallende
Anteil an Verzögerungszeit bis zur Herstellung eines zündfähigen Gemisches in der
Brennkammer verringert. Um den Wärmeeintrag in den Brennstoff weiter zu beschleunigen,
steht die Einspritzleitung bevorzugt in thermischem Kontakt mit einer Aussenwand der
Brennkammer. Besonders bevorzugt berührt die Einspritzleitung die Aussenwand der Brennkammer.
[0006] Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Wärmeleitelement einen Wandabschnitt,
der sich von einer Aussenwand der Einspritzleitung nach aussen und/oder innen erstreckt.
Besonders bevorzugt steht der Wandabschnitt mit der Aussenwand der Brennkammer in
thermischem Kontakt. Bevorzugt erstreckt sich der Wandabschnitt längs der Einspritzleitung.
[0007] Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Einspritzleitung zwei oder mehr Strömungskammern
für den Brennstoff auf, die durch den Wandabschnitt voneinander getrennt sind. Besonders
bevorzugt sind die Strömungskammern nur durch den Wandabschnitt voneinander getrennt.
[0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es dabei vorgesehen, dass
die Optimierung eine zumindest teilweise Ausbildung der Einspritzleitung aus einem
hoch wärmeleitenden Material, in bevorzugter Weiterbildung mit einer Wärmeleitfähigkeit
von mehr als 70 W/(m*K), ausgebildet ist. Insbesondere, wenn der Brennstoff des Eintreibgerätes
ein Flüssiggas ist, das in flüssiger Phase in die Einspritzleitung eintritt und bis
zur Zündung des Gemisches in der Brennkammer eine Phasenumwandlung durchlaufen muss,
ist die dem Brennstoff zuzuführende Wärme relativ groß. Um dies in ausreichend kurzer
Zeit zu gewährleisten, ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit der Einspritzleitung besonders
vorteilhaft. Es hat sich gezeigt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Leitungen
aus Stahl, Edelstahl oder sogar aus Kunststoff bestehen. Diese Materialien haben besonders
niedrige Wärmeleitzahlen und sind daher wenig geeignet, einer Verdampfung von Flüssiggas
oder sonstigem Brennsoff in der Einspritzleitung Vorschub zu leisten.
[0009] In besonders bevorzugter Detailgestaltung ist die Einspritzleitung aus Kupfer ausgebildet.
Je nach Reinheit des Kupfermaterials kann eine solche Einspritzleitung Wärmeleitzahlen
zwischen rund 250 und 400 W/(m*K), typisch 350 bis 370 W/(m*K), aufweisen. Grundsätzlich
sind aber auch andere hoch wärmeleitende Materialien denkbar, zum Beispiel Aluminium,
Messing oder andere Materialien, deren Wärmeleitfähigkeiten erheblich über denen von
Stahl oder Kunststoff liegen.
[0010] Bei einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die Einspritzleitung zumindest abschnittsweise eine Mehrzahl von Zweigleitungen
aufweist. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Fall einer einzigen Einspritzleitung
mit einer einfachen zylindrischen Form mit glatter Wand ist die innere Oberfläche
der Einspritzleitung, die das Brenngas aufheizen kann, im Verhältnis zum Volumen der
Einspritzleitung relativ klein.
[0011] Bei einer bevorzugten Detailgestaltung der Erfindung sind dabei zumindest zwei der
Zweigleitungen als Segmente einer Leitung mit mehreren Kammern ausgebildet. Durch
die Wände der Segmente im Inneren der Leitung wird dabei der Wärmeeintrag von außen
in den Brennstoff, der in den Segmenten geführt ist, verbessert. Solche segmentierten
Leitungen können auf verschiedene bekannte Weise, zum Beispiel aus mehreren Blechen
oder auch als Strangpressprofile, hergestellt werden.
[0012] In alternativer oder ergänzender Weiterbildung können zumindest zwei der Zweigleitungen
als separate, Leitungen ausgebildet sein, die bevorzugt, aber nicht notwendig räumlich
unterschiedlich geführt sind. Hierdurch wird zwar der für die Leitung erforderliche
Bauraum im Inneren des Eintreibgerätes größer und auch der Materialaufwand erhöht,
jedoch kann eine nahezu beliebige Optimierung des Wärmeeintrags bei zugleich schnellem
Transport des Brennstoffs durch die Leitungen bei kleinem Leitungsvolumen erfolgen.
[0013] Besonders bevorzugt kann zumindest eine der separaten Zweigleitungen in thermischem
Kontakt mit einer Außenwand der Brennkammer stehen. Bei einer sinnvollen Kombination
der Merkmale sind mehrere der Zweigleitungen räumlich unterschiedlich geführt und
stehen jeweils in thermischem Kontakt mit verschiedenen Bereichen der Außenwand, so
dass ein besonders optimierter Wärmeübergang der Abwärme der Außenwand der Brennkammer
in die zuführenden Brennstoffleitungen erfolgen kann.
[0014] Bei einer weiterhin alternativen oder ergänzenden Ausführungsform der Erfindung kann
es vorgesehen sein, dass die separaten Zweigleitungen an voneinander beabstandeten
Stellen in die Brennkammer einmünden. Dies leistet bereits vom Ort der Einspritzung
her einer besseren Verteilung des Brennstoffs in der Brennkammer Vorschub, so dass
ein noch schnelleres Erreichen eines zündfähigen Gemisches gegeben ist. Besonders
bevorzugt kann zur Verbesserung der Verwirbelung des eingespritzten Brennstoffes dabei
vorgesehen sein, dass von den Zweigleitungen in die Brennkammer eingespritzte Strahlen
von Brennstoff sich überkreuzen. Durch das Aufeinandertreffen von zumindest teilweise
vergastem Brennstoff unter hoher Geschwindigkeit erfolgt eine besonders gute Verwirbelung
durch die Kollision der Brennstoffmoleküle, Aerosoltröpfchen und sonstiger Bestandteile
des Brennstoffstrahls.
[0015] Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Wärmeleitelement stromabwärts
des Ventilglieds angeordnet. Besonders bevorzugt ist ein Isolationselement zwischen
dem Ventilglied und dem Wärmeleitelement angeordnet. Hierdurch wird eine vorzeitige
Verdampfung des Brennstoffes vor oder in dem Ventilglied, welche unter Umständen eine
Dosierung des Ventilglieds verfälschen könnte, unterdrückt oder vermieden. Das Isolationselement
wird dabei insbesondere durch einen Leitungsabschnitt der Brennstoffleitung aus wärmeisolierendem
Werkstoff gebildet, beispielsweise durch einen Kunststoff-, Gummi- und/oder Silikonschlauch.
[0016] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen
Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
[0017] Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand
der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Eintreibgeräts.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Einspritzleitung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Einspritzleitung aus Fig. 2.
[0018] Das in Fig. 1 gezeigte, handgeführte Eintreibgerät umfasst ein Gehäuse 1, in dem
ein Eintreibstößel 2 zum Eintreiben von Nägeln, Schrauben, Nieten oder sonstigen Befestigungselementen
(nicht dargestellt) aus einem Magazin 3 in ein Werkstück aufgenommen ist. Der Eintreibstößel
2 ist an seinem dem Werkstück abgewandten Ende mit einem Kolben 3 verbunden, der in
einem Zylinder 4 verschiebbar geführt ist. Der Zylinder 4 ist die Fortsetzung bzw.
Teil einer Brennkammer 5, die über eine bewegbare Hülse 6 belüftbar ist. In der Brennkammer
5 ist zudem ein Lüfter 7 angeordnet, der über einen Lüftermotor 7a antreibbar ist
und eine verbesserte Durchmischung eines Brennstoffes mit der Verbrennungsluft ermöglicht.
[0019] In der Brennkammer 5 ist zudem eine Zündvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet,
die über einen an einem Handgriff 1a des Gehäuses 1 angeordneten Betätigungsschalter
14 ausgelöst werden kann.
[0020] In seiner Grundfunktion handelt es sich somit um ein Eintreibgerät, bei dem der Eintreibstößel
2 über den Kolben 3 durch Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in der Brennkammer
5 zum Eintreiben der Nägel vorgetrieben wird.
[0021] Der Brennstoff ist in einem Tank 8 in einem unteren Bereich des Gehäuses 1 gespeichert.
Es handelt sich bei dem Brennstoff um Flüssiggas, zum Beispiel Propan oder andere
geeignete Gase. Bei dem Tank 8 handelt es sich somit um einen Druckspeicher. Er kann
als ein wiederbefüllbarer, ortsfest und dauerhaft in dem Gehäuse 1 angeordneter Tank
ausgebildet sein, als eine austauschbare Kartusche oder Ähnliches. Der Tank 8 ist
über einen Leitungsabschnitt 8a mit einem Ventilglied 9 verbunden, wobei über das
Ventilglied 9 eine Dosierung des Flüssiggases zur Einströmung in die Brennkammer 5
vorgenommen wird.
[0022] Zwischen dem Ventilglied 9 und der Brennkammer 5 erstreckt sich eine Einspritzleitung
10. Aufgrund der Druck- und Strömungsverhältnisse wird im Regelfall das Flüssiggas
nicht nur in dem Tank 8, sondern bis zu dem Ventilglied 9 auch in der Zuleitung 8a
in flüssiger Phase vorliegen. Durch Öffnung des Ventilgliedes 9 erfährt das Flüssiggas
dann einen Druckabfall, so dass in der gesamten Einspritzleitung 10 bereits der Vorgang
des Verdampfens des Flüssiggases im Zuge der Dosierung bzw. Einspritzung in die Brennkammer
5 stattfindet.
[0023] Zur Optimierung des zeitlichen Ablaufs der Verdampfung des Flüssiggases in der Einspritzleitung
10 ist diese zumindest in einem Abschnitt hydraulisch zwischen dem Ventilglied 9 und
der Brennkammer 5, insbesondere von dem Ventilglied 9 beabstandet, in eine erste separate
Zweigleitung 11 und eine zweite separate Zweigleitung 12 aufgeteilt, welche räumlich
unterschiedlich geführt sind.
[0024] Die Zweigleitungen 11, 12 münden an gegenüberliegenden, räumlich beabstandeten Postionen
in die Brennkammer 5. Die Ausrichtung der Einmündungen der Zweigleitungen 11, 12 ist
dabei so vorgenommen, dass die eingespritzten Strahlen von Flüssiggas sich in der
Brennkammer überkreuzen bzw. aufeinander treffen. Hierdurch wird eine bessere Verwirbelung
und schnellere Verdampfung in der Brennkammer 5 erzielt.
[0025] Insbesondere können die Zweigleitungen 11, 12 in ihrem Verlauf zu der Brennkammer
5 in thermischem Kontakt mit einer Außenwand der Brennkammer bzw. des Zylinders 4,
5 geführt sein. Hierdurch kann Abwärme der Brennkammer 4, 5 in die Zweigleitungen
11, 12 abgegeben werden, so dass die Verdampfung innerhalb der Zweigleitungen 11,
12 verbessert ist.
[0026] Die Zweigleitungen 11, 12 verzweigen in einem Zweigstück 13 von dem ersten Abschnitt
der Einspritzleitung 10. Es versteht sich, dass die Zweigleitungen 11, 12 je nach
Bauart bereits unmittelbar an dem Ventil 9 beginnen können.
[0027] Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Einspritzleitung
10 als segmentierte Leitung mit zwei Kammern 10a, 10b ausgeformt ist. Vorliegend hat
die Leitung 10 einen kreisförmigen Querschnitt des Aussenumfangs, wobei die Segmente
10a, 10b jeweils im Wesentlichen halbkreisförmig ausgeformt sind. Die Leitung 10 umfasst
einen äußeren, hohlzylindrischen Leitungsmantel 14, wobei die Segmente 10a, 10b jeweils
einen eigenen Mantel aus einem Blech 15 aufweisen. Alternativ hierzu kann die segmentierte
Einspritzleitung 10 auch materialeinheitlich einstückig ausgeformt sein, zum Beispiel
als Strangpressprofil. Eine Segmentierung kann auch bei anderen als kreisförmigen
Aussenquerschnitten vorliegen; insbesondere kann die Leitung einen rechteckigen oder
quadratischen Außenquerschnitt haben. Auch eine Ausbildung der Leitung als Flachrohr
mit mehreren benachbarten Kammern bzw. Kanälen, wie es zum Beispiel aus dem Bau von
Wärmetauschern bekannt ist, ist denkbar.
[0028] Bei der Abwandlung der segmentierten Einspritzleitung 10 gemäß Fig. 3 liegen nicht
nur zwei Kammern 10a, 10b vor, sondern drei Kammern 10a, 10b, 10c bei ansonsten gleicher
Ausgestaltung der Einspritzleitung 10.
[0029] Grundsätzlich gilt für die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 und Fig. 3, dass die
Segmentierung der Einspritzleitung 10 in mehrere Kanäle 10a, 10b, 10c eine Verbesserung
der Verdampfung des Flüssiggases innerhalb der Einspritzleitung 10 bewirkt. Dies folgt
unter Anderem durch die größere Kontaktoberfläche des Flüssiggases mit den wärmeführenden
Wänden der Kanäle 10a, 10b, 10c. Es ist auch denkbar, dass eine erfindungsgemäße segmentierte
Leitung als Bündel, zum Beispiel verdrilltes Bündel aus mehreren separaten dünnen
Leitungen mit kreisförmigem Innenquerschnitt ausgebildet ist. Eine solche Leitung
kann insbesondere im Verlauf ihrer Führung in dem Gehäuse 1 in mehrere räumlich getrennte
Verläufe der einzelnen dünnen Leitungen aufgeteilt werden.
[0030] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Einspritzleitung
10 bzw. die Zweigleitungen 11, 12 aus einem hoch wärmeleitenden Material, zum Beispiel
Kupfer, ausgebildet. Die Verwendung eines hoch wärmeleitenden Materials, bevorzugt
Kupfer, für die Einspritzleitung ist mit jeder der vorstehend genannten körperlichen
Ausformungen der Einspritzleitung 10, 11, 12 bevorzugt kombinierbar.
[0031] Allgemein sind die einzelnen Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
je nach Anforderungen untereinander kombinierbar.
1. Eintreibgerät, umfassend
eine Aufnahme für einen Tank (8) zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Flüssiggas,
eine mit dem Tank (8) über ein Ventilglied (9) verbindbare Brennkammer (4, 5), wobei
die Brennkammer (4, 5) einen beweglichen Kolben (3) zum Antrieb eines Eintreibstößels
(2) aufweist, und
eine Zündvorrichtung zur Zündung eines Luft-Brennstoff-Gemischs in der Brennkammer,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Tank (8) und der Brennkammer (4, 5) eine Einspritzleitung (10, 11, 12)
vorgesehen ist, wobei die Einspritzleitung (10, 11, 12) ein Wärmeleitelement aufweist.
2. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzleitung (11, 12) in thermischem Kontakt mit einer Außenwand der Brennkammer
(4, 5) steht und insbesondere die Außenwand der Brennkammer berührt.
3. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement einen Wandabschnitt umfasst, welcher sich von einer Aussenwand
der Einspritzleitung nach aussen erstreckt.
4. Eintreibgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wandabschnitt entlang der Einspritzleitung erstreckt.
5. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt in thermischem Kontakt mit einer Außenwand der Brennkammer (4,
5) steht und insbesondere die Außenwand der Brennkammer berührt.
6. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement einen Wandabschnitt umfasst, welcher sich von einer Aussenwand
der Einspritzleitung nach innen erstreckt.
7. Eintreibgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wandabschnitt entlang einer Strömungsrichtung des Brenngases in der Einspritzleitung
erstreckt.
8. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzleitung zwei Strömungskammern für den Brennstoff aufweist und der Wandabschnitt
die zwei Strömungskammern voneinander trennt.
9. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzleitung (10, 11, 12) zumindest abschnittsweise eine Mehrzahl von hydraulisch
und/oder geometrisch zueinander parallelen Zweigleitungen (11, 12) aufweist.
10. Eintreibgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Zweigleitungen (11, 12) als separate, insbesondere räumlich unterschiedlich
geführte Leitungen ausgebildet sind.
11. Eintreibgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der separaten Zweigleitungen (11, 12) in thermischem Kontakt mit einer
Außenwand der Brennkammer (4, 5) steht.
12. Eintreibgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Zweigleitungen (11, 12) an voneinander beabstandeten Stellen in die
Brennkammer (4, 5) einmünden.
13. Eintreibgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass von den Zweigleitungen (11, 12) in die Brennkammer eingespritzte Strahlen von Brennstoff
sich überkreuzen.
14. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 70 W/(m*K),
insbesondere Kupfer umfasst, insbesondere daraus besteht.
15. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement stromabwärts des Ventilgliedes (9) angeordnet ist, wobei insbesondere
ein Isolationselement zwischen dem Ventilglied (9) und dem Wärmeleitelement angeordnet
ist.