EP2181809A1 - Brennkraftbetriebenes Setzgerät - Google Patents
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- 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
Definitions
- the present invention relates to a combustion-powered setting tool, the type mentioned in the preamble of claim 1.
- Such setting devices have a combustion chamber in which a portion of liquefied petroleum gas or another vaporizable fuel with an oxidizing agent such. B. ambient air, is combustible.
- a setting piston displaceably guided in a piston guide is driven in order to drive a fastening element into an article.
- a combustion-powered setting tool which has control electronics for controlling the ignition and the fuel injection.
- the setting tool has a z. B. formed as a conventional spark plug igniter on.
- a disadvantage of this solution is that on the one hand the electronics for generating the high voltage is expensive and expensive to manufacture and on the other hand a strong electromagnetic radiation (EMC) is generated, which influence the control electronics and errors or malfunctions in the electrical system of the setting tool can lead.
- EMC electromagnetic radiation
- Processors, E-PROMS and / or memory can be set in undefined states. There is also the danger that the memories could be overwritten or deleted.
- a common cause of failure in such combustion-powered setting tools is a short circuit between electrodes of the spark plug. The short circuit can be done by a conductive dirt layer, which is built up, inter alia, by moisture from the combustion residues. Further, oil added to the fuel gas as a lubricant may accumulate on the electrodes and form a bridge preventing generation of a spark.
- the object of the present invention is to provide a combustion-powered setting tool of the aforementioned type which avoids the disadvantages, which is insensitive to contamination, which ignites reliably and which can be produced inexpensively.
- the ignition device has a resistance element.
- the resistance element is z. B. formed as a resistance wire or resistor track and is after triggering the setting device, z. B. via a trigger switch, energized by an electronic control system, whereby it heats up and ignites the air-fuel gas mixture contained in the combustion chamber within about 10 - 100 ms after triggering.
- the temperature of the resistance element reaches at least approximately 500 ° C.
- EMC electrical disturbances
- the resistance element is designed as a helical wire, whereby a large contact surface between the hot filament and the gas mixture to be ignited is available.
- the relatively long wire can be accommodated in a relatively small space.
- the resistance element contains at least one metal of the group Cu, Ni, Wo, Cr, Mn, C, Si.
- the resistance element consists of an alloy of one or more of these metals.
- the resistance element has an electrical resistance of 0.5 to 10 ohms / mm [exp2].
- the ignition current for the ignition device generated by a control unit is between 0.1 and 50 amperes.
- the hand-held, combustion-powered setting tool 10 has a one-piece or multi-part housing, generally designated 11, in which a drive 12 operable by means of an air-fuel mixture is arranged.
- a fastener such as a nail, bolts, etc. are driven into a workpiece.
- the fasteners may, for. B. be stored in a magazine on setting tool 10.
- the drive includes u. a. a combustion chamber 15 and a guide cylinder 13, in which a setting piston 14 is arranged axially displaceable.
- the combustion chamber 15 is in the illustrated initial state circumferentially by a combustion chamber sleeve 28, and axially at a first end of the setting piston 14 and an annular combustion chamber wall 29 and at a second end of a combustion chamber rear wall 30 which is formed as a cylinder head limited.
- An arranged in the combustion chamber 15 and driven by a motor 17 fan 16 serves both to generate a turbulent flow regime of a located in the closed combustion chamber 15 air-fuel mixture and the rinsing of the open combustion chamber 15 with fresh air after the setting process.
- the motor 17 is mounted on the combustion chamber rear wall 30, which acts as a closure for the axially displaceable combustion chamber sleeve 28.
- a trigger switch 19 is arranged, via which an arranged in the combustion chamber 15 ignition device 26 mediated via an electronic control unit 25 is triggered when the setting tool 10 pressed against a workpiece while a switching means 24 in the mouth region 27 of the setting device 10th is activated.
- the ignition device 26 is electrically connected to the control electronics 25 via a line 41.
- the ignition device 26 has a designed as a helical wire resistance element 36 which is disposed between a first electrode 31 and a second electrode 32 of the ignition device 26 and for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber via a supplied by the control electronics 25 Zündstrom is heated.
- the resistance element 36 has an electrical resistance of 0.5 to 10 ohms / mm [exp2] and includes a metal of the group Cu, Ni, Where, Cr, Mn, C, Si.
- the electrodes 31, 32 are embedded in an insulator body 33 as a carrier element.
- the setting tool 10 can be operated with a fuel gas or with a vaporizable liquid fuel, the / in a fuel reservoir 20, such as. B. a fuel can, is provided.
- the fuel reservoir 20 is connected via a fuel line 22 to a fuel inlet 23 in the combustion chamber 15.
- a metering device 21 such. B. a metering valve, interposed, via which a control of the fuel supply to the combustion chamber 15 takes place.
- an electrical energy source 40 such. As an accumulator, available.
- the ignition device 26 and the metering device 21 are controlled electronically via the control electronics designated overall by 25.
- the control electronics 25 has z. B. one or more microprocessors for data processing and control of the various electrical device functions and is connected via an electrical supply line 44 to the electrical energy source 40.
- a generated by the control electronics 25 ignition current for the ignition device 26 is preferably between 0.1 and 50 amps.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät (10) zum Eintreiben von Befestigungselementen, mit einer Brennkammer (15) für einen über eine Dosiereinrichtung (21) dosierbaren Brennstoff, und mit einer in der Brennkammer (15) angeordneten Zündeinrichtung (26) für den Brennstoff. Die Zündeinrichtung weist dabei ein Widerstandselement auf, der zum Zünden eines Luft-Brennstoffgemischs in der Brennkammer über einen Zündstrom erwärmbar ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät, der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art.
- Derartige Setzgeräte weisen eine Brennkammer auf, in der eine Portion Flüssiggas oder ein anderer verdampfbarer Brennstoff mit einem Oxidationsmittel, wie z. B. Umgebungsluft, verbrennbar ist. Mittels der Verbrennungsenergie wird ein in einer Kolbenführung versetzbar geführter Setzkolben angetrieben, um ein Befestigungselement in einen Gegenstand einzutreiben.
- Aus der
US 6 123 241 ist ein brennkraftbetriebenes Setzgerät bekannt, das eine Steuerelektronik zur Steuerung der Zündung und der Brennstoff-Einspritzung aufweist. Das Setzgerät weist dabei eine z. B. als konventionelle Funken-Zündkerze ausgebildete Zündeinrichtung auf. - Von Nachteil bei dieser Lösung ist, dass zum einen die Elektronik zur Erzeugung der Hochspannung teuer und aufwändig in der Herstellung ist und zum anderen eine starke elektromagnetische Strahlung (EMV) erzeugt wird, die die Steuerelektronik beeinflussen und zu Fehlern oder Fehlfunktionen im elektrischen System des Setzgerätes führen kann. Prozessoren, E-PROMS und/oder Speicher können dabei in undefinierte Zustände gesetzt werden. Bei den Speichern besteht ferner die Gefahr, dass sie überschrieben oder gelöscht werden könnten. Ausserdem ist eine häufige Ausfallursache bei derartigen brennkraftbetriebenen Setzgeräten ein Kurzschluss zwischen en Elektroden der Zündkerze. Der Kurzschluss kann dabei durch eine leitende Schmutzschicht, die u. a. durch Feuchtigkeit aus den Verbrennungsrückständen aufgebaut ist, erfolgen. Ferner kann sich Öl, welches dem Brenngas als Schmiermittel zugesetzt ist, an den Elektroden sammeln und eine Brücke bilden, die den Aufbau eines Zündfunkens verhindert.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein brennkraftbetriebenes Setzgerät der vorgenannten Art bereitzustellen, das die Nachteile vermeidet, das verschmutzungsunempfindlich ist, das zuverlässig zündet und das kostengünstig hergestellt werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch ein brennkraftbetriebenes Setzgerät nach Anspruch 1 gelöst. Demnach weist die Zündeinrichtung ein Widerstandselement auf. Das Widerstandselement ist z. B. als Widerstandsdraht oder Widerstandsbahn ausgebildet und wird nach einem Auslösen des Setzgerätes, z. B. über einen Triggerschalter, über eine Steuerelektronik bestromt, wodurch er sich erwärmt und das in der Brennkammer enthaltene Luft-Brenngasgemisch innert ca. 10 - 100 ms nach dem Auslösen entzündet. Die Temperatur des Widerstandselements erreicht dabei wenigstens ca. 500° C. Durch das Widerstandselement als zündungswirksames Element der Zündeinrichtung kann ausserdem eine preiswerte und technisch einfache Steuerungselektronik verwendet werden. Ferner entstehen bei der Zündung keine elektrischen Störungen (EMV), die zu Fehlern der Elektronik führen könnten. Eine Zündung ist vorteilhaft auch dann noch möglich, wenn sich Ölrückstände oder andere Verschmutzungen an der Zündeinrichtung gesammelt haben.
- Vorteilhaft ist das Widerstandselement als Wendeldraht ausgebildet, wodurch eine grosse Kontaktoberfläche zwischen dem heissen Glühdraht und dem zu zündenden Gasgemisch zur Verfügung steht. Der relativ lange Draht kann dabei in einem relativ kleinen Bauraum untergebracht werden.
- Von Vorteil ist es ferner, wenn das Widerstandselement wenigstens ein Metall der Gruppe Cu, Ni, Wo, Cr, Mn, C, Si enthält. Vorteilhaft besteht der das Widerstandselement dabei aus einer Legierung eines oder mehrerer dieser Metalle.
- Günstig ist es auch, wenn das Widerstandselement einen elektrischen Widerstand von 0,5 bis 10 Ohm/mm[exp2] aufweist.
- Vorteilhaft liegt der durch eine Steuereinheit generierte Zündstrom für die Zündeinrichtung zwischen 0,1 und 50 Ampere.
- In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
- Es zeigen:
-
Fig. 1 ein erfindungsgemässes brennkraftbetriebenes Setzgerät im teilweisen Längsschnitt, -
Fig. 2 ein Detail des brennkraftbetriebenen Setzgeräts gemäss der Markierung II ausFig. 1 . - Das handgeführte, brennkraftbetriebene Setzgerät 10 gemäss
Fig. 1 verfügt über ein allgemein mit 11 bezeichnetes ein- oder mehrteiliges Gehäuse, in dem ein mittels eines Luft-Brennstoffgemischs betreibbarer Antrieb 12 angeordnet ist. Über den Antrieb 12 kann ein Befestigungselement, wie ein Nagel, Bolzen, etc. in ein Werkstück eingetrieben werden. Die Befestigungselemente können z. B. in einem Magazin am Setzgerät 10 bevorratet sein. - Zum Antrieb gehören u. a. eine Brennkammer 15 und ein Führungszylinder 13, in dem ein Setzkolben 14 axial versetzbar angeordnet ist. Die Brennkammer 15 wird in dem dargestellten Ausgangszustand umfänglich von einer Brennkammerhülse 28, und axial an einem ersten Ende vom Setzkolben 14 und einer ringförmigen Brennkammerwand 29 sowie an einem zweiten Ende von einer Brennkammerrückwand 30, die als Zylinderkopf ausgebildet ist, begrenzt.
- Ein in der Brennkammer 15 angeordneter und über einen Motor 17 antreibbarer Ventilator 16 dient sowohl der Erzeugung eines turbulenten Strömungsregimes eines in der geschlossenen Brennkammer 15 befindlichen Luft-Brennstoffgemisches als auch dem Ausspülen der geöffneten Brennkammer 15 mit Frischluft nach erfolgtem Setzvorgang. Der Motor 17 ist dabei an der Brennkammerrückwand 30 gelagert, die als Verschluss für die axial verschiebbare Brennkammerhülse 28 fungiert.
- An einem Handgriff 18 des Setzgeräts 10 ist ein Triggerschalter 19 angeordnet, über den eine in der Brennkammer 15 angeordnete Zündeinrichtung 26 vermittelt über eine Steuerelektronik 25 auslösbar ist, wenn das Setzgerät 10 an ein Werkstück angepresst und dabei ein Schaltmittel 24 im Mündungsbereich 27 des Setzgerätes 10 aktiviert wird. Die Zündeinrichtung 26 ist dazu über eine Leitung 41 mit der Steuerelektronik 25 elektrisch verbunden. Wie aus
Figur 2 ersichtlich ist, weist die Zündeinrichtung 26 ein als Wendeldraht ausgebildetes Widerstandselement 36 auf, das zwischen einer ersten Elektrode 31 und einer zweiten Elektrode 32 der Zündeinrichtung 26 angeordnet ist und der zum Zünden eines Luft-Brennstoffgemischs in der Brennkammer über einen von der Steuerelektronik 25 gelieferten Zündstrom erwärmbar ist. Das Widerstandselement 36 weist dabei einen elektrischen Widerstand von 0,5 bis 10 Ohm/mm[exp2] auf und beinhaltet ein Metall der Gruppe Cu, Ni, Wo, Cr, Mn, C, Si. Die Elektroden 31, 32 sind in einem Isolatorkörper 33 als Trägerelement eingebettet. - Das Setzgerät 10 kann mit einem Brenngas oder mit einem verdampfbaren Flüssigbrennstoff betrieben werden, das/der in einem Brennstoffreservoir 20, wie z. B. einer Brennstoffdose, bereitgestellt wird. Das Brennstoffreservoir 20 ist dabei über eine Brennstoffleitung 22 mit einem Brennstoffeinlass 23 in der Brennkammer 15 verbunden. In die Brennstoffleitung 22 ist noch eine Dosiereinrichtung 21, wie z. B. ein Dosierventil, zwischengeschaltet, über die eine Steuerung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer 15 erfolgt.
- Zur Versorgung der elektrischen Verbraucher, wie z. B. der Zündeinrichtung und des Motors 17 mit elektrischer Energie, ist weiterhin eine elektrische Energiequelle 40, wie z. B. ein Akkumulator, vorhanden.
- Die Zündeinrichtung 26 und die Dosiereinrichtung 21 sind elektronisch über die insgesamt mit 25 bezeichnete Steuerelektronik gesteuert. Die Steuerelektronik 25 weist z. B. einen oder mehrere Mikroprozessoren zur Datenverarbeitung und Steuerung der verschiedenen elektrischen Gerätefunktionen auf und ist über eine elektrische Versorgungsleitung 44 mit der elektrischen Energiequelle 40 verbunden. Ein von der Steuerelektronik 25 generierter Zündstrom für die Zündeinrichtung 26 liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 50 Ampere.
Claims (5)
- Brennkraftbetriebenes Setzgerät (10) zum Eintreiben von Befestigungselementen,
mit einer Brennkammer (15) für einen über eine Dosiereinrichtung (21) dosierbaren Brennstoff,
und mit einer in der Brennkammer (15) angeordneten Zündeinrichtung (26) für den Brennstoff,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zündeinrichtung (26) ein Widerstandselement (36) zum Zünden des Brennstoffs aufweist. - Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (36) als Wendeldraht ausgebildet ist.
- Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (36) wenigstens ein Metall der Gruppe Cu, Ni, Wo, Cr, Mn, C, Si beinhaltet.
- Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (36) einen elektrischen Widerstand von 0,5 bis 10 Ohm/mm[exp2] aufweist.
- Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine Steuerelektronik (25) generierter Zündstrom für die Zündeinrichtung (26) zwischen 0,1 und 50 Ampere liegt.
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