Eintreibgerät

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, umfassend einen Tank (5) zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Flüssiggas, eine mit dem Tank (5) verbundene Brennkammer (2), einen in einem Zylinder (11) beweglichen Kolben (10) zum Antrieb eines Eintreibstößels (12), und zumindest eine Abgasöffnung (17) zum Ausstoß von Abgasen nach einer Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches, wobei ein Gasdruckverlauf der Brennkammer (2) zur Beeinflussung einer Eintreibenergie des Kolbens (10) durch den Ausstoß gegenüber einem Maximaldruckverlauf selektierbar reduzierbar ist, wobei in dem Fall einer reduzierten Eintreibenergie der Maximaldruckverlauf nach der Zündung über einen ersten Wegabschnitt des Kolbens (10) anliegt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, insbesondere ein handgeführtes Eintreibgerät, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] DE 40 10 517 A1 beschreibt ein gasbetriebenes Eintreibgerät mit einer Brennkammer, einem in einem Zylinder geführten Kolben sowie einer manuell einstellbaren Abgasöffnung in der Brennkammer zur Reduzierung einer Eintreibenergie. Bei Einstellung der Abgasöffnung auf eine teilweise oder maximal geöffnete Position entweicht unmittelbar ab dem Beginn eines Druckaufbaus nach Zündung eines Gasgemisches ein Teil der Verbrennungsgase durch die Abgasöffnung.

[0003] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Eintreibgerät anzugeben, das eine veränderbare Eintreibenergie aufweist.

[0004] Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Eintreibgerät erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch den zunächst über den ersten Wegabschnitt anliegenden Maximaldruck erfährt der Kolben eine hohe Anfangsbeschleunigung und eine definierte Mindestgeschwindigkeit.

[0005] Hierdurch wird unter anderem ein Eindringen des Nagels oder zu setzenden Verbindungsmittels in den Oberflächenbereich eines Werkstücks (Wand, Decke, Holzbalken etc.) sicher gestellt. Für diesen ersten Abschnitt des Eindringens ist eine hohe Geschwindigkeit des Kolbens gewünscht. Abgesehen von einer hohen Startgeschwindigkeit ist es dann gewünscht sein, eine je nach geforderter Eindringtiefe (Nagellänge etc.) und/oder Materialbeschaffenheit des Werkstücks (Holz, Ziegel, Zement, Beton etc.) maximale oder reduzierte Eintreibenergie vorzusehen.

[0006] Unter dem Maximaldruckverlauf im Sinne der Erfindung ist daher der zeitliche Verlauf des Brennkammerdrucks und somit der auf den Kolben wirkenden Antriebskraft zu verstehen, der ohne die Eintreibenergie reduzierende Maßnahmen anliegt. Dies schließt je nach Anforderungen und Bauart nicht aus, dass bereits bei Selektion der maximalen Eintreibenergie ein gewollter Gasdruckverlust z.B. über eine Abgasöffnung vorhanden ist.

[0007] Der Gasdruckverlauf bei Selektion einer reduzierten Eintreibenergie unterscheidet sich im Sinne der Erfindung von dem Maximaldruckverlauf dadurch, dass er in dem ersten Wegabschnitt im Wesentlichen dem Maximaldruckverlauf entspricht und erst später, also im weiteren Verlauf der Kolbenbewegung, gegenüber dem Maximaldruckverlauf abfällt.

[0008] Die Größe des ersten Wegabschnitts des Kolbens kann je nach Anforderungen gewählt werden. Bevorzugt kann sie wenigstens 10%, besonders bevorzugt wenigstens 20% des gesamten Kolbenwegs betragen.

[0009] Es versteht sich allgemein, dass die Reduzierung des Gasdrucks durch eine oder mehrere Abgasöffnungen erfolgen kann. Die gemäß den bevorzugten Ausführungsformen vorgesehenen Maßnahmen können allgemein auf genau eine und/oder mehrere und/oder sämtliche Abgasöffnungen angewendet werden.

[0010] Bei einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Abgasöffnung in dem Bereich des Zylinders angeordnet ist. Bevorzugt gibt dabei der Kolben die Abgasöffnung erst nach dem ersten Wegabschnitt frei. Hierdurch wird auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt, dass der Kolben zunächst eine unverminderte Beschleunigung erfährt. Bei einer besonders einfachen und preiswerten Bauform kann die im Bereich des Zylinders angeordnete Abgasöffnung zwischen zwei Zuständen der Öffnung selektierbar veränderbar sein, zum Beispiel offen / geschlossen. Eine solche Selektion kann zum Beispiel auch durch eine manuelle mechanische Einstellung erfolgen.

[0011] Bei einer hierzu alternativen oder ergänzenden Ausführungsform kann die Abgasöffnung auch im Bereich der Brennkammer angeordnet sein. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn eine definiert verzögerte Freigabe der Abgasöffnung erfolgt. Allgemein können auch Abgasöffnungen sowohl im Bereich des Zylinders als auch im Bereich der Brennkammer vorgesehen sein. Es kann auch eine verschiedene Art der Ansteuerung von solch mehreren Abgasöffnungen vorliegen.

[0012] Grundsätzlich kann die Freigabe einer Abgasöffnung im Sinne der Erfindung durch eine definierte zeitliche Verzögerung und/oder durch eine räumliche Position insbesondere des Kolbens ausgelöst werden.

[0013] Bei einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform ist die Abgasöffnung ansteuerbar verschließbar ausgebildet. Hierdurch lässt sich allgemein die Selektion der Eintreibenergie mit einer elektronischen Steuereinheit des Gerätes verbinden. Insbesondere ist es hierdurch ermöglicht, dass eine Freigabe der zumindest einen Abgasöffnung zur Reduzierung der Eintreibenergie nach einer definierten zeitlichen Verzögerung nach der Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches erfolgt. Dies kann zum Beispiel durch ein elektrisches Schaltventil realisiert werden. Bevorzugt wird die zeitliche Verzögerung von der Steuerung vorgegeben. Besonders bevorzugt wird die zeitliche Verzögerung durch die Steuerung berechnet, beispielsweise auf Basis einer gewünschten Eintreibenergie, wobei die zeitliche Verzögerung insbesondere umso größer ist, je größer die gewünschte Eintreibenergie ist, so dass der Maximaldruckverlauf umso länger aufrechterhalten wird, je weniger die Eintreibenergie zu reduzieren ist.

[0014] Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist im Interesse einer genauen Auswahl der Eintreibenergie ein effektiver Querschnitt der zumindest einen Abgasöffnung einstellbar veränderbar, insbesondere über mehrere diskrete Stufen oder kontinuierlich. Dies umfasst auch Ausführungen, bei denen zum Beispiel mehrere Abgasöffnungen vorliegen, die jeweils einzeln verschließbar sind.

[0015] Allgemein vorteilhaft kann eine Einstellung der Eintreibenergie mittels einer mechanischen Betätigungseinheit erfolgen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Einstellung der Eintreibenergie auch mittels einer elektronischen Steuereinheit erfolgen. In bevorzugter Detailgestaltung kann dabei ein Sensorglied eine Betriebsbedingung zur bevorzugt automatischen Einstellung der Eintreibenergie ermitteln. Ein solches Sensorglied kann im Idealfall die Beschaffenheit des Materials des Werkstücks erfassen. Es kann aber auch ein Sensorglied sein, das zum Beispiel die Art der geladenen Nägel des Eintreibgerätes ermittelt, zum Beispiel bezüglich einer Länge der Nägel oder sonstiger Beschaffenheit. Weiterhin vorteilhaft ist eine Einstellung der Eintreibenergie über eine Anzeigeeinheit, bevorzugt eine elektronische Anzeigeeinheit, kontrollierbar, wodurch Fehleinstellungen vorgebeugt wird.

[0016] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen. Nachfolgend werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1

zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Eintreibgerätes.

Fig. 2

zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3

zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4

zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5

zeigt ein Detail der Ausführung nach Fig. 4 mit einer teilweise geöffneten Abgasöffnung.

Fig. 6

zeigt das Detail aus Fig. 5 mit vollständig geöffneter Abgasöffnung.

Fig. 7

zeigt eine Abwandlung des Details aus Fig. 5.

[0017] Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Eintreibgerät umfasst ein Gehäuse 1, in dem eine Brennkammer 2 angeordnet ist. Flüssiggas ist als Brennstoff in einem Brennstofftank 5 gespeichert und kann über eine Leitung 3 in die Brennkammer 2 eingespritzt werden. Die Leitung 3 verbindet eine Dosiervorrichtung 4 mit der Brennkammer 2, wobei die Dosiervorrichtung 4 ihrerseits mit dem in oder an dem Gehäuse 1 angeordneten Brennstofftank 5 verbunden ist. Der Brennstofftank kann insbesondere als auswechselbare Kartusche ausgebildet sein.

[0018] Das Eintreibgerät umfasst zudem eine elektronische Steuerung 6 mit einem elektrischen Akkumulator 6a als Energiespeicher. Über die elektronische Steuerung 6 wird eine Zündkerze 7 in der Brennkammer 2 mittels einer Leitung 7a angesteuert. Weiterhin wird gegebenenfalls die Dosiervorrichtung 4 angesteuert, sofern diese über elektrische Ventile oder andere elektrisch gesteuerte Komponenten verfügt. In einem vorderen Bereich des Eintreibgeräts ist ein Magazin 8 zur Speicherung von Befestigungsmitteln, wie zum Beispiel Nägeln, angeordnet. Ein Anpressglied 9 kann gegen ein Werkstück gedrückt werden, um ein Auslösen des Eintreibgeräts freizugeben.

[0019] Das Eintreiben eines Befestigungsglieds aus dem Magazin 8 erfolgt über die Zündung eines Flüssiggas-Luft-Gemisches in der Brennkammer 2 mittels der Zündkerze 7, wonach ein Kolben 10 in einem Zylinder 11 laufend nach vorne getrieben wird und über einen Eintreibstößel 12 das Befestigungsglied bzw. den Nagel in das Werkstück eintreibt. Dieser Eintreibvorgang wird von einer Bedienperson über einen Schalter 13 ausgelöst, der vorliegend in einem Griffbereich 14 des Gehäuses 1 angeordnet ist. Der Weg des Kolbens 10 wird von einem elastischen Anschlag oder Puffer 15 begrenzt. Vor einer Zündung wird das Gemisch auf bekannte Weise mit Unterstützung eines elektrisch angetriebenen Ventilators 16 in der Brennkammer verteilt.

[0020] Eine Dosierung des Brennstoffs mittels der Dosiervorrichtung 4 kann zum Beispiel je nach Luftdruck (Höhe) oder anderen Kriterien erfolgen. Eine hierdurch in gewissem Rahmen mögliche Beeinflussung einer Eintreibenergie kann bei Bedarf ergänzend bzw. unabhängig von der nachfolgend beschriebenen Beeinflussung vorgenommen werden.

[0021] An dem Zylinder 11 ist in einem vorderen Bereich eine erste Abgasöffnung 17 vorgesehen, durch die eine Eintreibenergie des Kolbens 10 selektierbar veränderbar ist. Eine zweite Abgasöffnung 18 ist in einem bezüglich des Kolbenweges hinteren Bereich angeordnet. Die zweite Abgasöffnung 18 dient vornehmlich dem Ausstoß bzw. Spülung der Verbrennungsgase nach erfolgtem Eintreibvorgang.

[0022] Die erste Abgasöffnung 17 ist dagegen wenig hinter der Brennkammer 2, welche in einer Ausgangsposition des Kolbens 10 von dem Kolben begrenzt wird, angeordnet (die vorliegende Darstellung ist rein schematisch und nicht maßstabsgerecht). Zunächst ist der Durchtritt von der Brennkammer zu der Abgasöffnung 17 durch den Kolben 10 versperrt. Erst nachdem der Kolben einen ersten Wegabschnitt unter vollem Gasdruck zurückgelegt hat, kann das Verbrennungsgas durch die Abgasöffnung 17 austreten, sofern diese geöffnet ist. Eine solche Öffnung kann manuell selektierbar sein. Je nach Anforderungen kann eine einfache Einstellung von "auf" (erniedrigte Eintreibenergie) oder "zu" (maximale Eintreibenergie) vorliegen. Es kann sich aber auch um eine einstellbare Änderung des Querschnitts handeln, zum Beispiel mittels eines einstellbaren Ventils in einer Bauart gemäß der DE 40 10 517 A1.

[0023] Bei geschlossener Abgasöffnung 17 liegt dagegen über den gesamten Kolbenweg der maximal mögliche Gasdruck an (Maximaldruckverlauf), so dass auch eine maximale Eintreibenergie erzielt wird.

[0024] Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, in der beide Abgasöffnungen 17, 18 mittels ansteuerbaren Aktuatoren 19 selektierbar verschließbar sind. Hierzu führen Steuerleitungen 20 von der Steuereinheit 6 zu den Aktuatoren 19. Die erste Abgasöffnung 17 kann hierdurch automatisiert analog dem manuellen Fall nach Fig. 1 betätigt werden. Alternativ oder ergänzend kann aber auch eine genaue zeitliche Ansteuerung der Abgasöffnung vorliegen, zum Beispiel ein gegenüber dem Zündzeitpunkt verzögertes Öffnen. Bei einer solchen Ansteuerung kann die Abgasöffnung 17 im Prinzip auch im Bereich der Brennkammer 2 angeordnet sein.

[0025] Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem nur eine ansteuerbare Abgasöffnung 17 vorliegt. Diese ist schematisch mit einer drehbar gelagerten Verschlussklappe 21 versehen, welche über einen hakenförmigen Riegel 22 in einer geschlossenen Position gehalten ist. Der Riegel ist über einen Aktuator ansteuerbar bewegbar, so dass die Klappe 21 bei Bedarf zur Reduzierung der Eintreibenergie freigegeben werden kann. Ähnlich dem Beispiel nach Fig. 1 versperrt der Kolben dabei in einem ersten Wegabschnitt den Durchtritt der Gase von der Brennkammer 2 zu der Abgasöffnung 17.

[0026] Die Klappe 21 kann zum Beispiel in Schließrichtung federbelastet sein, so dass sie sich bei ausreichend geringem Gasdruck in die geschlossene Position zurückstellt. Nachfolgend wirkt sie als Rückschlagventil, so dass die abkühlenden Restgase für einen Unterdruck in der Brennkammer sorgen, mittels dessen der Kolben 10 in die Ausgangsposition zurückgestellt wird. Dies ist allgemein das bevorzugte Prinzip der Kolbenrückstellung. Alternativ oder ergänzend kann aber auch eine Rückstellfeder vorgesehen sein.

[0027] Fig. 4 bis Fig. 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem nach Fig. 3 ähnlich ist. Im Unterschied zu der Ventilklappe nach Fig. 3 liegt hier ein stufenlos verstellbarer Ventilschieber 23 über der Abgasöffnung 17. Durch dessen Verstellung wird ein effektiver Querschnitt der Abgasöffnung geändert, so dass die Eintreibenergie genau einstellbar ist. Der Schieber 23 ist über einen nicht gezeigten Aktuator ansteuerbar linear verschiebbar. Fig. 4 bis Fig. 6 zeigen verschiedene Positionen des Ventilschiebers 23, nämlich geschlossen, halboffen und offen.

[0028] Bei der Abwandlung nach Fig. 7 liegt zusätzlich zu dem Ventilschieber aus Fig. 4 bis Fig. 6 eine Klappe 24 über der Abgasöffnung, durch die ein Rückschlagventil ausgebildet wird. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Rückstellung des Kolbens 10 wie im vorhergehenden Beispiel, ohne dass eine entsprechend schnelle Rückstellung des Ventilschiebers 24 erfolgen muss.

[0029] Es versteht sich, dass die einzelnen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele je nach Anforderungen sinnvoll miteinander kombiniert werden können.

Ansprüche

1. Eintreibgerät, umfassend
einen Tank (5) zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Flüssiggas,
eine mit dem Tank (5) verbundene Brennkammer (2),
einen in einem Zylinder (11) beweglichen Kolben (10) zum Antrieb eines Eintreibstößels (12), und
zumindest eine Abgasöffnung (17) zum Ausstoß von Abgasen nach einer Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches,
wobei ein Gasdruckverlauf der Brennkammer (2) zur Beeinflussung einer Eintreibenergie des Kolbens (10) durch den Ausstoß gegenüber einem Maximaldruckverlauf selektierbar reduzierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Fall einer reduzierten Eintreibenergie der Maximaldruckverlauf nach der Zündung über einen ersten Wegabschnitt des Kolbens (10) anliegt.

2. Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasöffnung in dem Bereich des Zylinders angeordnet ist, wobei insbesondere der Kolben die Abgasöffnung erst nach dem ersten Wegabschnitt freigibt.

3. Eintreibgeräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasöffnung (17) im Bereich der Brennkammer (2) angeordnet ist.

4. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasöffnung (17) von einer insbesondere elektronischen Steuerung ansteuerbar verschließbar ist.

5. Eintreibgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freigabe der zumindest einen Abgasöffnung (17) zur Reduzierung der Eintreibenergie nach einer definierten zeitlichen Verzögerung nach der Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches erfolgt.

6. Eintreibgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung von der Steuerung vorgegeben wird.

7. Eintreibgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung durch die Steuerung berechnet wird, insbesondere auf Basis einer gewünschten Eintreibenergie.

8. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein effektiver Querschnitt der zumindest einen Abgasöffnung (17) einstellbar veränderbar ist, insbesondere über mehrere diskrete Stufen oder kontinuierlich.

9. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung der Eintreibenergie mittels einer mechanischen Betätigungseinheit erfolgt.

10. Eintreibgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung der Eintreibenergie mittels einer elektronischen Steuereinheit (6) erfolgt.

11. Eintreibgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorglied eine Betriebsbedingung zur insbesondere automatischen Einstellung der Eintreibenergie ermittelt.

12. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung der Eintreibenergie über eine Anzeigeeinheit, insbesondere eine elektronische Anzeigeeinheit, kontrollierbar ist.

Zeichnung