DE4032201A1 - Setzgeraet fuer befestigungselemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Arbeitsgerät ist bereits aus der US-PS 47 59 318 bekannt.

Das bekannte Arbeitsgerät enthält eine Brennkammer zur Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches, einen in einem Führungszylinder geführten Kolben, der durch einen infolge der Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemisches erzeugten Arbeitsdruck antreibbar ist, und eine Zündeinrichtung zur Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches.

Soll das bekannte Arbeitsgerät in Betrieb genommen werden, so muß zunächst mit Hilfe einer separaten Pumpeinrichtung, die sich im Griff des Arbeitsgeräts befindet und die von Hand zu bedienen ist, Luft in die Brennkammer hineingepumpt werden. Die Brennkammer besteht aus einer hohlzylindrischen Einrichtung mit unveränderbarem Brennkammervolumen. Nach Zuführung eines Brennstoffs in die Brennkammer kann dann das dort entstehende Luft-Brennstoff-Gemisch mit Hilfe der Zündeinrichtung gezündet werden. Eine Zündung ist jedoch schon möglich, auch wenn sich das Gerät in einem noch nicht setzbereiten Zustand befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem aus Leistungs- und Sicherheitsgründen eine Zündung nur in arbeitsbereitem Zustand möglich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß

• - das Brennkammervolumen der Brennkammer durch Verschiebung wenigstens einer Brennkammerwand veränderbar ist,
• - eine Verriegelungseinrichtung zur Blockierung der verschiebbaren Brennkammerwand bei aufgespanntem Brennkammervolumen vorhanden ist und
• - das Luft-Brennstoff-Gemisch erst dann zündbar ist, nachdem die verschiebbare Brennkammerwand durch die Verriegelungseinrichtung blockiert worden ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei dem Arbeitsgerät nach der Erfindung läßt sich das Brennkammervolumen der Brennkammer verändern, so daß es auf diese Weise möglich wird, jeweils bei einer Vergrößerung des Brennkammervolumens ein Luft-Brennstoff-Gemisch in die Brennkammer hineinzusaugen, und zwar infolge des dann in der Brennkammer vorhandenen Unterdrucks. Darüber hinaus läßt sich bei einer Verkleinerung des Brennkammervolumens die Brennkammer wieder reinigen, indem die Abgase durch die Verkleinerung lediglich herausgedrückt werden.

Eine Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches innerhalb der Brennkammer bei noch nicht vollständig aufgespanntem Brennkammervolumen muß allerdings zuverlässig verhindert werden. Durch eine frühzeitige und versehentliche Zündung könnte sich ein Leistungseinbruch des Arbeitsgeräts ergeben, und zwar aufgrund einer zu geringen Menge an angesaugtem Luft-Brennstoff-Gemisch. Eine unkontrollierte Bewegung der Brennkammerwand könnte darüber hinaus zu einer Beschädigung der Brennkammer führen.

Wird dagegen das Luft-Brennstoff-Gemisch erst nach vollständig aufgespanntem Brennkammervolumen und verriegelter Brennkammerwand gezündet, so arbeitet das Arbeitsgerät mit maximaler Antriebskraft. Infolge der genannten Verriegelung kann auch die unkontrollierte Relativbewegung zwischen Brennkammerwand und Brennkammer nicht mehr auftreten, so daß beide Teile vor Beschädigungen geschützt sind.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zündeinrichtung über die Verriegelungseinrichtung betätigbar, so daß ein Benutzer nur eine Einrichtung zu bedienen hat, was die Handhabbarkeit des Arbeitsgeräts wesentlich vereinfacht.

Beispielsweise kann die Verriegelungseinrichtung über einen Abzugshebel betätigt werden, so daß dann beim Eindrücken dieses Hebels zunächst die Verriegelung und beim weiteren Eindrücken des Abzugshebels die Zündung erfolgt. Ist die Brennkammerwand noch nicht vollständig ausgefahren, so daß das Brennkammervolumen noch nicht vollständig aufgespannt worden ist, läßt sich keine Verriegelung der Brennkammerwand vornehmen, so daß die Verriegelungseinrichtung blockiert ist und praktisch nicht betätigt werden kann. Eine Betätigung des Abzugshebels ist in diesem Fall ebenfalls nicht möglich, so daß auch kein Zündvorgang erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch das Arbeitsgerät in Aufspannstellung;

Fig. 2 eine Detailvergrößerung im Bereich II der Fig. 1; und

Fig. 3 eine Detailvergrößerung im Bereich III der Fig. 1.

Mit Hilfe des Arbeitsgeräts nach der Erfindung lassen sich Befestigungselemente, wie z. B. Nägel, Bolzen usw., direkt in Materialien hineintreiben, beispielsweise in Holz, Stahl, Beton und dergleichen.

Das Arbeitsgerät besteht aus einem mit einem Mündungsteil 1 versehenen vorderen, ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3, an dem ein Gerätehandgriff befestigt ist. Beide Gehäuseteile 2 und 3 sind miteinander verbunden und relativ zueinander verschiebbar.

Das Arbeitsgerät ist mit seinem Mündungsteil 1 auf eine Oberfläche A eines Bauteils B aufsetzbar, um in dieses Bauteil B ein Befestigungselement 4 hineinzutreiben, beispielsweise einen Nagel, der sich im Inneren eines Laufs 5 des Mündungsteils 1 befindet. Das Befestigungselement 4 wird an seinem Kopfende von einem Stößel 6 beaufschlagt, der mit einem Kolben 7 fest verbunden ist. Der Kolben 7 wird in einem Führungszylinder 8 geführt, der innerhalb des Gehäuses 2 in Zylinderlängsrichtung bewegbar gelagert ist.

Im vorliegenden Fall wird die Oberfläche A durch die Oberfläche eines Bleches B gebildet, das auf einem Stahlträger S montiert werden soll. Dazu wird das Befestigungselement 4 durch das Blech hindurch in den Stahlträger S hineingetrieben. Ein Kopf des Befestigungselements 4 kommt dann auf der Oberfläche des Blechs B zu liegen und drückt dieses gegen den Stahlträger S.

Zum Antrieb des Kolbens 7 innerhalb des Führungszylinders 8 dient eine Brennkammer 9, die sich am griffseitigen Endbereich des Führungszylinders 8 befindet. Die Brennkammer 9 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und fest im ersten Gehäuseteil 2 angeordnet. Sie besteht aus einem zylindrischen Brennkammergehäuse 10, in dessen Innerem sich eine kolbenseitige, durch einen Kolben 7 verschließbare ringförmige Brennkammerwand 11, eine mit Öffnungen versehene bewegliche Trennwand 12 und eine bewegliche Zwischenwand 13 befinden. Das zylindrische Brennkammergehäuse 10 ist am hinteren bzw. griffseitigen Ende durch eine Rückwand 14 abgeschlossen. Die Wände 11 bis 13 liegen parallel zur Rückwand 14 und sind auf diese zu bzw. von dieser weg bewegbar. Sie liegen ferner senkrecht zur Zylinderlängsrichtung.

Die kolbenseitige Brennkammerwand 11 weist eine Durchgangsöffnung 15 auf, die durch einen vom Kolben 7 sich nach hinten erstreckenden Kolbenansatz 7a verschließbar ist. Zur Halterung des Kolbens 7, 7a an der Brennkammerwand 11 dienen Permanentmagnete 7b, die an der der Brennkammerwand 11 gegenüberliegenden Kolbenfläche angeordnet sein können. Die Permanentmagnete 7b dienen unter anderem dazu, den Kolben 7, 7a während des Ruhezustands des Arbeitsgeräts an der Brennkammerwand 11 zu halten. Sie nehmen ferner den Kolben bei Verschiebung der Brennkammerwand 11 mit.

Die Brennkammerwand 11 liegt über Abdichtringe dicht an der Innenwandung des zylindrischen Brennkammergehäuses 10 an, wobei ihre Bewegung in Richtung zum Mündungsteil 1 durch einen Anschlag 10a des zylindrischen Brennkammergehäuses 10 begrenzt wird. Dieser Anschlag 10a erstreckt sich radial nach innen. Er positioniert einen elastischen Ring 10b, gegen den die Brennkammerwand 11 zu liegen kommt, wenn sie ihre am weitesten zum Mündungsteil 1 liegende Position erreicht hat.

Die Brennkammerwand 11 enthält ferner neben der Durchgangsöffnung 15 einen Abgaskanal 16, der durch ein Flatterrückschlagventil 17 verschließbar ist. Dieses Rückschlagventil 17 ermöglicht einen Gasaustritt aus der Brennkammer 9 bei Ausschubposition der Brennkammerwand 11. Der innere Umfang des Rückschlagventils 17 ist mit der Brennkammerwand 11 oder dem Führungszylinder 8 durch Schrauben 71 fest verbunden.

Die Trennwand 12 dient zur Unterteilung der Brennkammer 9 in eine kolbenseitige vordere Teilbrennkammer 9a und in eine griffseitige hintere Teilbrennkammer 9b. Diese Trennwand 12 liegt ebenfalls mit ihrem äußeren Umfang über Abdichtringe dicht an der Innenwandung des zylindrischen Brennkammergehäuses 10 an und weist eine oder mehrere Öffnungen 12a auf, die durch ein in Form einer federnden Ventilplatte ausgebildetes Rückschlagventil 12b verschließbar sind. Die Ventilplatte liegt an der der Brennkammerwand 11 zugewandten Seite der Trennwand 12 und läßt sich von einem Ventilsitz in Richtung der Brennkammerwand 11 um einen vorbestimmten Betrag abheben.

Trennwand 12 und Rückschlagventil 12b dienen dazu, ein bereits in der hinteren Teilbrennkammer 9b gezündetes Luft-Brennstoff-Gemisch in möglichst radialer Weise in die vordere Teilbrennkammer 9a einzuleiten, um das in ihr vorhandene Luft-Brennstoff-Gemisch optimal verbrennen zu können. Dies ist an sich aus der US-PS 43 65 471 bereits bekannt.

Die Trennwand 12 weist ferner beidseitig Distanzanschlagbunde 12c als Distanzelemente auf, die mit radialen Schlitzen 12e versehen sind. Sie dienen dazu, auch dann, wenn die Wände 11, 12, 13 auf Kontakt zusammengeschoben sind, noch für eine ausreichende Entlüftung der einzelnen Kammern zu sorgen, indem sie als Entlüftungskanäle zwischen den Wänden wirken.

Die weitere in der Brennkammer 9 angeordnete Zwischenwand 13 dient zur Unterteilung der hinteren Teilbrennkammer 9b in eine hintere bzw. griffseitige Teilkammer 9c sowie in eine vordere bzw. kolbenseitige Teilkammer 9d. Die Zwischenwand 13 befindet sich zwischen der Trennwand 12 und der Rückwand 14 und weist an ihrem Umfangsbereich Durchgangskanäle 13a auf, über welche die hintere Teilkammer 9c und die vordere Teilkammer 9d miteinander in Verbindung stehen. Mehrere Durchgangskanäle 13a können unter gleichem Winkelabstand über den Umfang der Zwischenwand 13 verteilt angeordnet sein, wobei hier nur einer dargestellt ist. Eine hintere Ausnehmung 13b dient im zusammengeschobenen Zustand der Wände zur Aufnahme von Zündelektroden 18a.

Die Rückwand 14 weist einen Zündmechanismus 18 mit zwei Zündelektroden 18a auf, die in die hintere Teilkammer 9c hineinragen. Mit Hilfe des Zündmechanismus 18 wird zunächst das Luft-Brennstoff-Gemisch in der hinteren Teilkammer 9c gezündet, wenn beispielsweise ein Abzugshebel 19 im Gerätehandgriff betätigt wird. Der Zündmechanismus 18 wird später im einzelnen beschrieben.

Zur Führung der Wände 11, 12 und 13 befinden sich mehrere Führungsstangen 20 innerhalb der Brennkammer 9, beispielsweise drei Führungsstangen 20, die unter gleichen Winkelabständen verteilt am Innenumfangsbereich des zylindrischen Brennkammergehäuses 10 angeordnet sind und parallel zur Längsrichtung der Brennkammer 9 verlaufen. Die Führungsstangen 20 sind in zylindrischen Ausnehmungen 21 in der Rückwand 14 gleitend gelagert und in ihrer Längsrichtung verschiebbar. Etwa im mittleren Bereich der Führungsstangen 20 ist die Trennwand 12 mit diesen Führungsstangen 20 axial fest verbunden. Führungsstangen 20 und Trennwand 12 sind also gemeinsam in Zylinderlängsrichtung des Brennkammergehäuses 10 verschiebbar. Auf einem vorderen Abschnitt 22 der Führungsstangen 20 ist die Brennkammerwand 11 gleitend gelagert, wobei die vorderen Abschnitte 22 durch entsprechende Bohrungen am Umfangsbereich der Brennkammerwand 11 hindurchlaufen. Am vorderen bzw. kolbenseitigen Ende eines jeden Abschnitts 22 befindet sich ein erweiterter Teil 23, beispielsweise eine Gewindehülse oder dergleichen, durch welche verhindert wird, daß die Brennkammerwand 11 von dem vorderen Teil 22 der Führungsstangen 20 abgleiten kann. Die Brennkammerwand 11 läßt sich auf dem vorderen Teil 22 der Führungsstangen 20, also im Bereich zwischen den erweiterten Teilen 23 und der Trennwand 12, verschieben.

Die Zwischenwand 13 ist ebenfalls auf den Führungsstangen 20 gleitend verschiebbar, und zwar in einem Führungsstangenabschnitt 24, der sich ausgehend von der Trennwand 12 in Richtung der Rückwand 14 erstreckt. Die jeweiligen Führungsstangenabschnitte 24 durchlaufen wiederum entsprechende Durchgangsöffnungen im Umfangsbereich der Zwischenwand 13. Deren Verschiebung in Richtung von der Trennwand 12 weg wird durch einen Führungsstangenabschnitt 25 mit größerem Durchmesser begrenzt. Dieser letzte Führungsstangenabschnitt ist gleitend in der zylindrischen Ausnehmung 21 gelagert. Die Verschiebung der Zwischenwand 13 in Richtung zum Mündungsteil 1 wird durch einen Anschlag 10c an der Innenwand des Brennkammergehäuses 10 begrenzt. Der Anschlag 10c wird dadurch erhalten, daß das Brennkammergehäuse 10 im hinteren Bereich einen etwas größeren Innendurchmesser aufweist. Demzufolge ist der Durchmesser der Zwischenwand 13 etwas größer als der Durchmesser der Trennwand 12.

Eine Verschiebung der Wände 11, 12 und 13 sowie der Führungsstangen 20 erfolgt über eine Verschiebung des Führungszylinders 8, dessen griffseitiges Stirnende mit der kolbenseitigen Fläche der Brennkammerwand 11 fest verbunden ist. Wird also der Führungszylinder 8 in seiner Zylinderlängsrichtung angetrieben, so bewegt sich in derselben Richtung auch die Brennkammerwand 11. Ein Teil des Führungszylinders 8 kann daher in die Brennkammer 9 koaxial eingefahren werden.

Der Führungszylinder 8 weist an seinem mündungsseitigen Ende eine elastische Abbremseinrichtung 28 für den Kolben 7 auf. An diesem Ende befinden sich auch entlang des Umfangs axial zueinander versetzte Reihen von Durchgangsöffnungen 26 und 27 im Führungszylinder 8.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist das zweite Gehäuseteil 3 bewegbar mit dem ersten Gehäuseteil 2 verbunden, so daß eine Relativbewegung zwischen ihm und dem ersten Gehäuseteil 2 möglich ist. Durch diese Relativbewegung läßt sich das Volumen der Brennkammer 9 verändern, und zwar auf annähernd Null reduzieren und vollständig aufspannen. Die Relativbewegung zwischen zweitem Gehäuseteil 3 und erstem Gehäuseteil 2 erfolgt in einer Richtung, die parallel zur Zylinderlängsrichtung des Brennkammergehäuses 10 liegt und darüber hinaus parallel zur Arbeitsrichtung des Kolbens 7, also parallel zur Längsrichtung des Führungszylinders 8. Dabei ist vorgesehen, daß sich das Volumen der Brennkammer 9 aufspannt, wenn das zweite Gehäuseteil 3 in Richtung auf das erste Gehäuseteil 2 bewegt wird.

Das zweite Gehäuseteil 3 ist über rohrförmige Elemente 29, 30 mit dem ersten Gehäuseteil 2 verbunden, wobei der freie Bereich zwischen dem zweiten Gehäuseteil 3 und dem ersten Gehäuseteil 2 durch eine elastische Membran 31 abgedeckt ist. Die rohrförmigen Elemente 29, 30 sind entgegen der Kraft einer Druckfeder in ihrer Längsrichtung verschiebbar, wobei die Längsbewegung des rohrförmigen Elements 30 über ein Getriebe G auf den Führungszylinder 8 übertragen wird.

Das rohrförmige Element 30, das parallel zur Zylinderachse der Brennkammer 9 verläuft, ist mit seinem hinteren Ende fest im zweiten Gehäuseteil 3 angeordnet. Dagegen ist das vordere Ende des rohrförmigen Elements 30 verschiebbar im ersten Gehäuseteil 2 gelagert. Etwa im Mittenbereich des rohrförmigen Elements 30 ist mit diesem eine Schelle 61 fest verbunden, gegen den in Richtung zum Gerätehandgriff die Feder 32 drückt, die sich an einem Ansatz des ersten Gehäuseteils 2 abstützt. Die Feder 32 dient dazu, das rohrförmige Element 30 nach hinten in Richtung zum Gerätehandgriff und damit das zweite Gehäuseteil 3 vom ersten Gehäuseteil 2 weg zu verschieben. Die Bewegung des rohrförmigen Elements 30 bzw. der mit ihr verbundenen Schelle 61 nach hinten wird jedoch durch einen geeigneten Anschlag im ersten Gehäuseteil 2 begrenzt.

Das vordere Ende des rohrförmigen Elements 30 ist fest mit einem Schlitten 34 verbunden, der also bei Verschiebung des rohrförmigen Elements 30 mit verschoben wird. An diesem Schlitten 34 ist eine Drehachse 35 gelagert, die in der Figur senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Diese Drehachse 35 trägt fest ein erstes Ritzel 36 mit kleinem Durchmesser und ein zweites Ritzel 37 mit größerem Durchmesser. Das kleine Ritzel 37 kämmt mit einer Zahnstange 38, die fest am ersten Gehäuseteil 2 angeordnet ist. Dagegen kämmt das große Ritzel 37 mit einer Zahnstange 39, die fest am Außenumfang des Führungszylinders 8 angeordnet ist und sich in Zylinderlängsrichtung erstreckt. Beide Zahnstangen 38 und 39 liegen parallel zueinander.

Wird also das zweite Gehäuseteil 3 in Richtung auf das erste Gehäuseteil 2 bewegt, so verschiebt sich das rohrförmige Element 30 entgegen der Kraft der Feder 32 nach vorn, was bedeutet, daß auch die Drehachse 35 eine translatorische Bewegung nach vorn ausführt, und zwar aufgrund ihrer Verbindung mit dem rohrförmigen Element 30 über den Schlitten 34. Gleichzeitig kämmt das kleine Ritzel 36 mit der ersten Zahnstange 38, so daß es sich entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn dreht, also nach links. Dabei dreht sich auch das große Ritzel 37 entgegen der Uhrzeigerrichtung, also ebenfalls nach links, so daß es über die zweite Zahnstange 39 den Führungszylinder 8 antreibt. Beide Ritzel 36 und 37 sind fest mit der Drehachse 35 verbunden. Der Führungszylinder 8 erreicht auf diese Weise seine vorderste Position, wobei mit der Verschiebung des Führungszylinders 8 gleichzeitig die Brennkammerwände 11 bis 13 verschoben werden, um das Brennkammervolumen der Brennkammer 9 aufzuspannen.

Wird der Gerätehandgriff bei Abnahme des Arbeitsgeräts von der Oberfläche A nicht mehr druckbeaufschlagt, so schiebt unter anderem die Feder 32 das rohrförmige Element 30 nach hinten, was dazu führt, daß auch die Drehachse 35 eine translatorische Bewegung nach hinten ausführt. Beide Ritzel 36 und 37 drehen sich dann im Uhrzeigersinn, so daß der Führungszylinder 8 nach hinten in die Brennkammer 9 eingefahren wird, und zwar so weit, bis sich das Volumen der Brennkammer 9 praktisch auf Null reduziert hat. Der Führungszylinder 8 bzw. die Brennkammerwand 11 muß dabei allerdings entriegelt sein, worauf noch eingegangen wird.

Das Getriebe G, zu dem der Schlitten 34, die Drehachse 35, die Ritzel 36 und 37 sowie die Zahnstangen 38 und 39 gehören, ist in Ruhestellung des Arbeitsgeräts blockiert. In der Ruhestellung können das zweite Gehäuseteil 3 und das erste Gehäuseteil 2 also nicht gegeneinander bewegt werden, so daß sich auch die Brennkammer 9 nicht aufladen läßt. Um die Blockierung des Getriebes G aufzuheben, ist eine Entriegelungsstange 40 vorgesehen, die nach vorn aus dem ersten Gehäuseteil 2 heraussteht und das Mündungsteil 1 um einen kleinen Betrag überragt. Die Entriegelungsstange 40 läuft parallel zur Längsachse des Arbeitsgeräts. Sie ist entgegen der Kraft einer Druckfeder 40a in ihrer Längsrichtung ins Innere des ersten Gehäuseteils 2 verschiebbar. Wird das Arbeitsgerät mit seinem Mündungsteil 1 gegen die Oberfläche A geführt, so wird zuerst die Entriegelungsstange 40 in das erste Gehäuseteil 2 hineingedrückt, um auf diese Weise das Getriebe G zu entriegeln. Erst jetzt ist es möglich, das zweite Gehäuseteil 3 in Richtung auf das erste Gehäuseteil 2 zu verschieben und die Brennkammer 9 aufzuspannen. Nach Benutzung des Arbeitsgeräts wird zunächst das zweite Gehäuseteil 3 vom ersten Gehäuseteil 2 weg bewegt und anschließend das Getriebe G durch den Verriegelungsmechanismus erneut verriegelt, so daß die Entriegelungsstange 40 wieder nach vorn verschoben wird und den Mündungsteil 1 um den genannten Betrag überragt.

Um zu verhindern, daß sich der Führungszylinder 8 während der Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches in der vorderen Teilbrennkammer 9a oder unmittelbar nach Rückkehr des Kolbens 7 zur Brennkammerwand 11 verschiebt, ist eine weitere Führungskolben-Verriegelungseinrichtung vorgesehen. Diese Verriegelungseinrichtung weist im wesentlichen einen radial verlaufenden Verriegelungshebel 41 und eine in Gerätelängsrichtung verlaufende Verriegelungsstange 42 auf. Die Verriegelungsstange 42 ist gleitend im Inneren des rohrförmigen Elements 30 gelagert und überragt diese nach hinten. Ferner ist die Verriegelungsstange 42 entgegen der Kraft einer Feder 43 verschiebbar, die sich zwischen dem vorderen Ende der Verriegelungsstange und einem Anschlag 44 abstützt, der sich im Schlitten 34 befindet. Die als Druckfeder ausgebildete Feder 43 versucht dabei, die Verriegelungsstange 42 aus dem rohrförmigen Element 30 nach hinten herauszudrücken. Das hintere Ende der Verriegelungsstange 42 wird von einem Arm 19a des Abzugshebels 19 beaufschlagt, der um eine Achse 19b drehbar ist. Wird der Abzugshebel 19 z. B. mit Hilfe des Zeigefingers gedrückt, so dreht er sich in Uhrzeigerrichtung um die Achse 19b, was dazu führt, daß der Arm 19a die Verriegelungsstange 42 entgegen der Kraft der Feder 43 nach vorn verschiebt. Abzugshebel 19, Arm 19a und Achse 19b sind im zweiten Gehäuseteil 3 gelagert.

Die Verriegelungsstange 42 weist eine Schulter 45 auf, die den Verriegelungshebel 41 radial nach innen drückt, wenn dieser auf die Schulter 45 aufläuft. Der Verriegelungshebel 41 wird dabei in eine Nut 46 hineingeschoben, die sich am äußeren Umfangsrand des Führungszylinders 8 befindet. Zur Reibungsverminderung kann am äußeren Ende des Verriegelungshebels 41, das der Verriegelungsstange 42 zugewandt ist, eine Rolle 41a gelagert sein, welche auf die Schulter 45 aufläuft.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Stellung gezeigt, bei der das Brennkammervolumen der Brennkammer 9 voll aufgespannt, der Führungszylinder 8 jedoch noch nicht verriegelt ist. Diese Verriegelung erfolgt jedoch unmittelbar mit dem Betätigen des Abzugshebels 19, da die Schulter 45 sehr dicht am Rad 41a anliegt. Wird in der gezeigten Stellung der Abzugshebel 19 gedrückt, so wird also zunächst der Führungszylinder 8 verriegelt, bevor mit weiterer Verschiebung der Verriegelungsstange 42 nach vorn auch ein Zündvorgang eingeleitet wird, um das Luft-Brennstoff-Gemisch in der hinteren Teilkammer 9c zu zünden. Da die Zündung erst nach der Verriegelung des Führungszylinders 8 erfolgen kann, dieser aber erst im vollständig ausgefahrenen Zustand verriegelbar ist, da sich die Nut 46 an seinem hinteren Ende befindet, läßt sich das Luft-Brennstoff-Gemisch in der Brennkammer 9 nicht zünden, wenn das Brennkammervolumen nicht vollständig aufgespannt worden ist. Mit anderen Worten ist keine Zündung möglich, wenn das zweite Gehäuseteil 3 nicht vollständig gegen das erste Gehäuseteil 2 gedrückt worden ist.

Die Zündeinrichtung 18 enthält eine piezoelektrische Einrichtung 47 mit einem Piezokristall, der bei Druckbeaufschlagung eine elektrische Zündspannung zu den Zündelektroden 18a liefert. Diese Zündspannung ist groß genug, um zwischen den Zündelektroden 18a einen Zündfunken zur Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches zu erzeugen, welches sich in der hinteren Teilkammer 9c befindet.

Um die piezoelektrische Einrichtung 47 mit einer Druckkraft beaufschlagen zu können, ist eine Spanneinrichtung vorgesehen, die über einen Mitnehmer 48 betätigbar ist, der fest auf der Verriegelungsstange 42 angeordnet ist. Dieser Mitnehmer 48 ragt durch eine Öffnung 49 im rohrförmigen Element 30 hindurch, wobei die Öffnung 49 in Längsrichtung des rohrförmigen Elements 30 so lang ist, daß eine Bewegung der Verriegelungsstange 42 relativ zum rohrförmigen Element 30 durch den Mitnehmer 48 nicht blockiert wird.

Der Mitnehmer 48 ragt nach innen in das Arbeitsgerät hinein und befindet sich im Bereich zwischen dem ersten Gehäuseteil 2 und dem zweiten Gehäuseteil 3. Er ist mit einer Einstellschraube 50 verbunden, die sich in Längsrichtung der Verriegelungsstange 42 erstreckt und zur Einstellung des Betätigungszeitpunkts der Spanneinrichtung bei Verschiebung des zweiten Gehäuseteils 3 auf das erste Gehäuseteil 2 zu dient. Die Einstellschraube 50 kann durch eine Kontermutter 51 relativ zum Mitnehmer 48 fest positioniert werden.

Wie bereits erwähnt, liegt zwischen der piezoelektrischen Einrichtung 47 und dem Mitnehmer 48 bzw. der Einstellschraube 50 die Spanneinrichtung, die bei Verschiebung der Verriegelungsstange 42 mit Hilfe des Abzugshebels 19 die piezoelektrische Einrichtung 47 mechanisch belastet und schlagartig entlastet, um die Zündfunken zur Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches zu erzeugen.

Die Spanneinrichtung enthält einen Spannarm 52, dessen oberes Ende mit einem Exzenter 53 und dessen unteres Ende mit einem Haken 54 verbunden ist. Der Spannarm 52 ist um einen im Exzenter 53 liegenden Drehpunkt 55 drehbar. Der Haken 54 am unteren Ende des Spannarms 52 kann mit diesem über eine Schraube 56 verbunden sein. Der Haken 54 ist U-förmig ausgebildet, wobei er über seinen einen Schenkel am Spannarm 52 befestigt ist. Der andere und freie Schenkel, der weiter nach vorn zum Mündungsteil 1 hin liegt, läuft etwa auf den Drehpunkt 55 zu. Eine klauenartige Einrichtung 57 hintergreift den freien Schenkel des Hakens von oben und nimmt diesen und damit das freie Ende des Spannarms 52 nach vorn in Richtung zum Mündungsteil 1 mit, wenn bei Verschiebung der Verriegelungsstange 42 nach vorn die Einstellschraube 50 ebenfalls nach vorn bewegt wird. Der Spannarm 52 wird dabei also in Uhrzeigerrichtung um den Drehpunkt 55 gedreht, so daß der Piezokristall der piezoelektrischen Einrichtung 47 schon jetzt durch den Exzenter 53 druckbeaufschlagt wird.

Während dieses Vorgangs ist der Führungszylinder 8 bereits durch den Verriegelungshebel 41 verriegelt, da dieser schon infolge des Auflaufens auf die Schulter 45 in die Nut 46 am Umfang des Führungszylinders 8 hingedrückt worden ist.

Die klauenartige Einrichtung 57 ist über zwei Stifte 58 und 59 in einem Längsschlitz 60 geführt, so daß sie sich zunächst bei Verschiebung des Mitnehmers 48 nach vorn horizontal ebenfalls nach vorn verschieben kann und dabei den Spannarm 52 weiterhin in Uhrzeigerrichtung dreht. Die Verschiebung der klauenartigen Einrichtung 57 erfolgt also zunächst in Längsrichtung des Arbeitsgeräts. Der Längsschlitz 60 ist jedoch an seinem mündungsseitigen Ende bzw. vorderen Ende schräg nach vorn außen abgewinkelt, so daß sich bei weiterer Verschiebung der klauenartigen Einrichtung 57 nach vorn der Führungsstift 58 schräg nach außen bewegt. Dadurch wird die klauenartige Einrichtung 57 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung gedreht, so daß sie den freien Schenkel des Hakens 54 freigibt. Der Spannarm 52 kann sich jetzt aufgrund der mechanischen Spannung sehr schnell entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung zurückdrehen, wodurch eine relativ große Zündspannung an den Zündelektroden 18a erzeugt wird.

Die Verschiebung der klauenartigen Einrichtung 57 nach vorn in Richtung zum Mündungsteil 1 erfolgt entgegen der Kraft einer Zugfeder 70, so daß sich die klauenartige Einrichtung 57 nach entsprechender Zurückbewegung des Mitnehmers 48 wieder nach hinten in Richtung zum zweiten Gehäuseteil 3 verschiebt. Dabei erfaßt sie wieder den freien Schenkel des Hakens 54, so daß sich der Spannarm 52 bei einem nächsten Andruckvorgang des zweiten Gehäuseteils 3 wieder spannen läßt. Um über den freien Schenkel des Hakens 54 hinwegzugleiten, weist die Einrichtung 57 eine geeignete Auflaufschräge 57a auf.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Arbeitsgeräts im einzelnen beschrieben.

Das Arbeitsgerät soll sich dabei zunächst in seiner Ruhestellung befinden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die in der Brennkammer 9 vorhandenen Wände 11, 12 und 13 aufeinander sowie auf der Rückwand 14 liegen. Der Führungszylinder 8 befindet sich dabei zum großen Teil innerhalb des Brennkammergehäuses 10. Das Brennkammervolumen ist im wesentlichen Null. Ferner befindet sich das zweite Gehäuseteil 3 am weitesten vom ersten Gehäuseteil 2 entfernt, während andererseits das Getriebe G verriegelt ist.

Zunächst wird ein Befestigungselement 4 in den Lauf 5 hineingeführt, das an einer vorgegebenen Stelle im Lauf 5 positionierbar ist. Wird dann das Arbeitsgerät mit seinem Mündungsteil 1 gegen die Oberfläche A geführt, so wird zunächst die Entriegelungsstange 40 in das erste Gehäuseteil 2 hineingedrückt, was zur Entriegelung des Getriebes G führt. Im weiteren Verlauf schlägt dann der Mündungsteil 1 gegen die Oberfläche A, so daß nunmehr das zweite Gehäuseteil 3 auf das erste Gehäuseteil 2 zu verschoben wird. Mit dieser Verschiebung erfolgt eine Verschiebung des rohrförmigen Elements 30, so daß über das Getriebe G der Führungszylinder 8 aus der Brennkammer 9 gezogen wird. Die Übersetzung des Getriebes G ist so gewählt, daß nach vollständigem Verschieben des zweiten Gehäuseteils 3 der Führungszylinder 8 vollständig aus der Brennkammer 9 herausgezogen worden ist und seine am weitesten vorn liegende Position erreicht hat.

Mit der Verschiebung des Führungszylinders 8 aus der Ruheposition wird zunächst die Brennkammerwand 11 in Richtung zum Mündungsteil 1 verschoben, und zwar so lange, bis sie gegen die erweiterten Teile 23 auf den Führungsstangen 20 schlägt. Bei weiterer Bewegung des Führungszylinders 8 nach vorn werden dann die Führungsstangen 20 mitgenommen und mit ihnen auch die Trennwand 12. Die Zwischenwand 13 wird spätestens dann in Richtung zum Mündungsteil 1 bewegt, wenn sie durch den größeren Durchmesser aufweisenden Führungsstangenabschnitt 25 mitgenommen wird. Die Bewegung der Wände 11, 12 und 13 in Richtung zum Mündungsteil 1 erfolgt so lange, bis die Brennkammerwand 11 gegen den elastischen Ring 10b schlägt, wobei gleichzeitig das Einwegventil 17 geschlossen wird. Das Einwegventil 17 ist fest geschlossen, wenn die Brennkammerwand 11 gegen den elastischen Ring 10b drückt. Darüber hinaus wird die Bewegung der Zwischenwand 13 in Richtung zum Mündungsteil 1 durch den Anschlag 10c begrenzt.

Die bundförmigen Distanzelemente 12c an beiden Seiten der Trennwand 12, die mit radial verlaufenden Schlitzen 12e versehen sind, haben unter anderem die Aufgabe, ein vollständiges Aufeinanderlegen der Platten 11 und 12 bzw. 12 und 13 zu verhindern, um ein Verkleben dieser Platten aufgrund einer vorhandenen Restfeuchtigkeit in der Brennkammer zu vermeiden. Die Distanzelemente 12c dienen aber auch gleichzeitig zur Bildung von Entlüftungskanälen beim Zusammenfahren der Brennkammer, um diese vollständig entlüften zu können.

Bei der Verschiebung der Elemente 8, 11, 12 und 13 nach vorn in Richtung zum Mündungsteil 1 wird das Brennkammervolumen zwischen den jeweiligen Platten 11 und 12 bzw. 12 und 13 aufgespannt, so daß sich infolge des ergebenden Unterdrucks, wie bereits erwähnt, das Luft-Brennstoff-Gemisch durch die Öffnung 10d in der hinteren Teilkammer 9c hindurch in die gesamte Brennkammer 9 hineinsaugen läßt. Das Luft-Brennstoff-Gemisch strömt also zunächst in die hintere Teilkammer 9c und dann durch die Kanäle 13a hindurch in die vordere Teilkammer 9d. Infolge der bestehenden Druckverhältnisse öffnet das Rückschlagventil 12b in der Trennwand 12, so daß das Luft-Brennstoff-Gemisch durch die Öffnungen 12a hindurch in die vordere Teilbrennkammer 9a hineinströmen kann.

Nach vollständiger Aufspannung des Brennkammervolumens kommt die Nut 46 am Umfangsrand des Führungszylinders 8 oberhalb des Verriegelungshebels 41 zu liegen, so daß sich der Führungszylinder 8 bzw. die Brennkammerwand 11 nunmehr verriegeln läßt, wenn der Abzugshebel 19 betätigt wird.

Wird in dieser Stellung der Abzugshebel 19 gedrückt, so wird zunächst über den Arm 19a die Verriegelungsstange 42 nach vorn entgegen der Kraft der Feder 43 verschoben. Dabei läuft die Rolle 41a am unteren Ende des Verriegelungshebels 41 auf die Schulter 45 auf, so daß der Verriegelungshebel 41 in die Nut 46 hineinfährt. Der Führungszylinder 8 und damit die Brennkammerwand 11 können jetzt weder vor- noch zurückbewegt werden. Bei weiterem Hineindrücken des Abzugshebels 19 wird auch die Öffnung 10d in der hinteren Teilkammer 9c geschlossen. Mit der Verschiebung der Verriegelungsstange 42 nach vorn wird gleichzeitig der Mitnehmer 48 nach vorn geschoben, so daß der Spannarm 52 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird. Erst nachdem die Schulter 45 den Verriegelungshebel 41 vollständig in die Nut 46 gedrückt hat, gelangt der Führungsstift 58 der klauenartigen Einrichtung 57 in den nach außen abgewinkelten Teil des Führungsschlitzes 60, um den Spannarm 52 wieder freizugeben, so daß er sich entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung drehen kann. Ein zwischen den Elektroden 18a entstehender Funke zündet das Luft-Brennstoff-Gemisch in der hinteren Teilkammer 9c, so daß sich eine Flammenfront in der hinteren Teilkammer 9c radial nach außen ausbreitet. Sie gelangt über die Durchgangskanäle 13a in die vordere Teilkammer 9c, wobei zunächst das dort vorhandene Luft-Brennstoff-Gemisch und damit auch das in der vorderen Teilbrennkammer 9a vorkomprimiert wird. Die Flammenfront erreicht dann das Rückschlagventil 12b und tritt durch die Ventilöffnung in die vordere Teilbrennkammer 9a ein, so daß das darin vorhandene Luft-Brennstoff-Gemisch explosionsartig gezündet wird.

Dies hat zur Folge, daß der Kolben 7 nach vorn in Richtung zum Mündungsteil 1 beschleunigt wird und dabei das Befestigungselement 4 aus dem Lauf hinaus- und in die Oberfläche A hineintreibt.

Vor dem Kolben 7 und innerhalb des Führungszylinders 8 befindliche Luft wird durch die Öffnungen 26, 27 im Führungszylinder 8 abgelassen, so daß der Kolben 7 nicht durch ein Luftpolster gebremst wird. Bei Überenergie (z. B. bei weichem Bauteil) schlägt er auf die elastische Abbremseinrichtung 28 auf, die sich am vorderen Ende des Führungszylinders 8 befindet. Die Öffnungen 27 sind mit einem das Rückströmen verhindernden Einwegventil (nicht dargestellt) versehen.

Nach Überfahren der Öffnungen 27 durch den Kolben 7 können die in der Brennkammer und im hinteren Führungszylinderteil vorhandenen Verbrennungsgase durch die hinteren Öffnungen 27 ausströmen. Die restliche noch vorhandene Abgasenergie wird also durch die Öffnungen 27 ins Freie geleitet.

Durch die dabei entstehende Expansion des Abgasgemisches kühlt sich die Brennkammer 9 ab, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird, der den Kolben 7 in Richtung zur Brennkammerwand 11 zurücksaugt. Während dieses Vorgangs ist die Brennkammer 9 nach außen abgedichtet.

Nachdem die Durchgangsöffnung 15 in der Brennkammerwand 11 durch den Kolben 7 bzw. durch den mit ihm verbundenen Ansatz 7a wieder verschlossen worden ist, kann der Führungszylinder 8 durch Loslassen des Abzugshebels 19 wieder entriegelt werden, so daß er sich nunmehr wieder in Axialrichtung verschieben läßt. Beim Loslassen des Abzugshebels 19 drückt die Feder 43 die Verriegelungsstange 42 nach hinten, so daß die Rolle 41a des Verriegelungshebels 41 von der Schulter 45 abläuft und der Verriegelungshebel 41 durch Federkraft radial nach außen geführt wird, wobei er die Nut 46 verläßt und den Führungszylinder 8 freigibt.

Wird nunmehr der Gerätehandgriff druckentlastet, so wird das zweite Gehäuseteil 3 mechanisch mit Hilfe von Federkraft vom ersten Gehäuseteil 2 entfernt. Diese Federkraft wird unter anderem mit Hilfe der Feder 32 erzeugt. Eine entsprechende Feder kann sich aber auch auf dem rohrförmigen Element 29 befinden. Schließlich kommt auch die klauenartige Einrichtung 57 über die Auflaufschräge 57a wieder mit dem Haken 54 in Eingriff.

Das rohrförmige Element 30 wird also nach hinten verschoben, so daß gleichzeitig über das Getriebe G der Führungszylinder 8 in die Brennkammer 9 eingefahren wird. Dabei wird zunächst die Brennkammerwand 11 auf den Führungsstangen 20 bewegt, wobei sie den Kolben 7 über die magnete 7b mitnimmt. Mit dem Verschiebungsbeginn der Brennkammerwand 11 öffnet das Einwegventil 17, so daß über den Abgaskanal 16 Abgas aus der Brennkammer 9 entweichen kann.

Bei weiterer Verschiebung der Brennkammerwand 11 wird zunächst das Volumen der vorderen Teilbrennkammer 9a reduziert, bis die Brennkammerwand 11 gegen die Trennwand 12 schlägt und diese mitnimmt. Sodann werden die Führungsstangen 20 zum Griffende hin verschoben, was eine Reduzierung des Volumens der vorderen Teilkammer 9d zur Folge hat. Nachdem die Trennwand 12 gegen die Zwischenwand 13 gedrückt worden ist, reduziert sich auch das Volumen der hinteren Treibkammer 9c, so daß letztlich ein Brennkammervolumen erhalten wird, das wenigstens annähernd den Wert Null aufweist. Das Abgas aus der hinteren Teilkammer 9c wird bei der Brennkammerreduzierung über die Durchgangskanäle 13a in die vordere Teilkammer 9d und von dieser über die Entlüftungskanäle im ringförmigen Distanzelement 12c und das Rückschlagventil 12b sowie über die an der anderen Seite der Trennwand 12 liegenden Entlüftungskanäle im ringförmigen Distanzelement 12c in die vordere Teilbrennkammerwand 9a gedrückt bzw. direkt in den Abgaskanal 16, falls die Brennkammerwand 11 schon auf der Trennwand 12 liegt. Das Rückschlagventil 12b kann sich noch öffnen, auch wenn beide Wände 11 und 12 schon aneinanderliegen. Hierzu ist die federnde Platte des Rückschlagventils 12b ein wenig in die Trennwand 12 eingelassen, so daß genügend Öffnungsspiel vorhanden ist.

Durch das Zusammenfahren des Innenteils der Brennkammer 9 läßt sich diese also mechanisch spülen.

Nachdem alle Kammerwände 11, 12 und 13 wieder ihre Ausgangsposition erreicht haben, wird schließlich auch die Entriegelungsstange 40 entlastet, so daß das Getriebe G wieder blockiert bzw. verriegelt wird. Wird das Arbeitsgerät in horizontaler Stellung eingesetzt, so lassen sich die Bewegungsabläufe für die nach hinten gerichtete Bewegung des zweiten Gehäuseteils 3 und die nach vorne gerichtete Bewegung der Entriegelungsstange 40 durch entsprechende Federkräfte aufeinander abstimmen. Wird das Arbeitsgerät in Vertikalstellung und mit dem Mündungsteil 1 nach unten betrieben, so wird sowieso die Entriegelungsstange 40 zuletzt entlastet, wenn das Arbeitsgerät bei bereits vollständig zurückgefahrenem zweiten Gehäuseteil 3 und mit Hilfe des Gerätehandgriffs von der Oberfläche A abgehoben wird.

Claims (9)

1. Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente, mit

• - einer Brennkammer (9) zur Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches,
• - einem in einem Führungszylinder (8) geführten Kolben (7, 7a), der durch einen infolge der Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemisches erzeugten Arbeitsdruck antreibbar ist, und
• - einer Zündeinrichtung (18) zur Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Brennkammervolumen der Brennkammer (9) durch Verschiebung wenigstens einer Brennkammerwand (11) veränderbar ist,
• - eine Verriegelungseinrichtung (41, 42, 46) zur Blockierung der verschiebbaren Brennkammerwand (11) bei aufgespanntem Brennkammervolumen vorhanden ist und
• - das Luft-Brennstoff-Gemisch erst dann zündbar ist, nachdem die verschiebbare Brennkammerwand (11) durch die Verriegelungseinrichtung (41, 42, 46) blockiert worden ist.

2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (18) über die Verriegelungseinrichtung betätigbar ist.

3. Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung eine durch einen Abzugshebel (19) in ihrer Längsrichtung und entgegen einer Federkraft verschiebbare Verriegelungsstange (42) aufweist, an deren Umfang ein mit ihr fest verbundener Mitnehmer (48) zum Betätigen der Zündeinrichtung (18) angeordnet ist.

4. Arbeitsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (48) eine in Längsrichtung der Verriegelungsstange (42) angeordnete Einstellschraube (50) aufweist.

5. Arbeitsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (18) eine piezoelektrische Einrichtung (47) enthält und daß zwischen der piezoelektrischen Einrichtung (47) und dem Mitnehmer (48) bzw. der Einstellschraube (50) eine Spanneinrichtung angeordnet ist, die bei Verschiebung der Verriegelungsstange (42) mit Hilfe des Abzugshebels (19) die piezoelektrische Einrichtung (47) mechanisch belastet und schlagartig entlastet, um Zündfunken zur Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches zu erzeugen.

6. Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung einen Spannarm (52), dessen eines Ende mit einem Exzenter (53) und dessen anderes Ende mit einem Haken (54) verbunden ist, sowie eine klauenartige Einrichtung (57) aufweist, die den Spannarm (52) über den Haken (54) mitnimmt, wenn sie über den Mitnehmer (48) oder die Stellschraube (50) verschoben wird, und freigibt, wenn sie nach weiterer Verschiebung gedreht wird.

7. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (8) fest mit der verschiebbaren Brennkammerwand (11) verbunden ist.

8. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsstange (42) eine Schulter (45) aufweist, auf die ein Verriegelungselement (41) zur Verriegelung der verschiebbaren Brennkammerwand (11) aufläuft.