DE19962597C2 - Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät und Verfahren zum Bereitstellen eines Gasgemisches in seiner Brennkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines brennbaren Gasgemisches in einer Brennkammer eines Arbeitsgeräts, insbesondere eines Setzgeräts für Befestigungselemente. Ein solches Verfahren ist be­ reits in der deutschen Patentanmeldung 199 50 352 beschrieben. Dort kann die Brennkammer in einen kollabierten Zustand gebracht werden, wenn in ihr vorhandene und Teil-Brennkammern abgrenzende Kammer­ platten, die mit Durchgangsöffnungen versehen sind, in Richtung einer ei­ nen Kolben aufnehmenden Bodenwand der Brennkammer verschoben und auf dieser aufeinanderliegend positioniert werden, wodurch in der Brenn­ kammer ein Teilraum aufgespannt wird, der in Verschieberichtung der Kammerplatten hinter der letzten verschiebbaren Kammerplatte liegt. Dieser Teilraum wird allerdings nur belüftet.

Die Brennstoffzufuhr erfolgt beim herkömmlichen Arbeitsgerät beim Auf­ spannen der Teil-Brennkammern, wenn sich also die Kammerplatten von der den Kolben aufnehmenden Bodenwand entfernen, und zwar kurz bevor die Teil-Brennkammern ihren voll aufgespannten Zustand erreicht haben. Unmittelbar danach wird die Zündung zum Antrieb des Kolbens vorge­ nommen. Somit hat das zugeführte Brenngas nur wenig Zeit, sich gleich­ mäßig bzw. homogen in der Brennkammer zu verteilen. Wird das Brenngas flüssig zugeführt, kann die Gefahr seiner nicht vollständigen Verdam­ pfung bestehen. In beiden Fällen wird der Wirkungsgrad des Arbeitsgeräts verringert.

Aus der DE 40 32 201 A1 ist ein Setzgerät für Befestigungselemente be­ kannt. Es weist ebenfalls eine kollabierbare Brennkammer mit bewegba­ ren Kammerplatten auf, um Teil-Brennkammern aufzuspannen. Soll die Brennkammer kollabieren, so wird zunächst eine einen Kolben aufneh­ mende Bodenwand der Brennkammer so lange verschoben, bis sie weitere Teil-Brennkammern bildende Kammerplatten mitnimmt, und zwar in Richtung einer feststehenden Stirnwand der Brennkammer. Auf dieser feststehenden Stirnwand kommen dann die Kammerplatten und darauf die Bodenwand zu liegen. In diesem Zustand erfolgt keine Brennstoffzufuhr zur Brennkammer, da diese vollständig kollabiert ist. Erst beim Auf­ spannen der Teil-Brennkammern wird Brennstoff zugeführt, und zwar über die in Aufspann-Verschieberichtung hinter der letzten verschiebba­ ren Kammerplatte liegende Teil-Brennkammer.

Ein weiteres brennkraftbetriebenes Setzgerät ist aus der DE 42 43 618 A1 bekannt. Es weist aber keine kollabierbare Brennkammer auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der Eingangs ge­ nannten Art so weiterzubilden, daß eine homogenere Verteilung des Brenngases in der Brennkammer erhalten wird. Ziel der Erfindung ist es darüber hinaus, ein zu diesem Zweck geeignetes Arbeitsgerät der genann­ ten Art bereitzustellen.

Die verfahrensseitige Lösung der gestellten Aufgabe findet sich im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Dagegen findet sich die vorrich­ tungsseitige Lösung der gestellten Aufgabe im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem genannten Teilraum ein Brenngas zugeführt wird. Dieses kann zum Bei­ spiel zugeführt werden, nachdem er noch nicht vollständig aufgespannt worden ist, wenn er vollständig aufgespannt worden ist oder kurz nach Be­ ginn seiner Kollabierung. Vorzugsweise befindet sich in der festen Stirn­ wand wenigstens ein weiteres Rückschlagventil, durch das hindurch Frischluft in den Teilraum angesaugt werden kann, wenn dieser sich auf­ spannt, und welches verhindert, daß dem Teilraum zugeführtes Brenngas nach außen austritt.

Als Brenngas kann z. B. Flüssiggas zugeführt bzw. eingespritzt werden. Möglich ist auch die Zufuhr eines gasförmigen Brennstoffs oder eines bereits vorhande­ nen Luft-Brenngasgemisches.

Im kollabierten Zustand der Brennkammer kann sich im hinteren Teil der Brenn­ kammer, also im Teilraum, z. B. Frischluft befinden. Mit oder kurz nach dem An­ pressen des Arbeitsgeräts gegen einen Gegenstand, in den ein Befestigungsele­ ment hineingetrieben werden soll, wird das Brenngas in diesen hinteren Teilraum eingeleitet, und es beginnt das Aufspannen der Teil-Brennkammern infolge der Verschiebung der Kammerplatten sowie des Kollabierens des Teilraums. Das in den Teilraum eingeleitete Brenngas kann sich nun mit der Frischluft vermischen und strömt durch die in den Kam­ merplatten vorhandenen Öffnungen in die jeweiligen Teil-Brennkammern. Dabei erfolgt eine Umlenkung der Gasströmung, die für eine bessere Durchmischung des Luft-Gasgemisches sorgt. Nachdem alle Teil-Brennkammern vollständig auf­ gespannt worden sind und sich das Volumen des hinteren Teilraums der Brenn­ kammer auf Null reduziert hat, befindet sich das gesamte Luft-Brenngasgemisch in den Teil-Brennkammern und kann somit gezündet werden. Infolge der guten bzw. homogenen Durchmischung des Luft-Brenngasgemisches läuft die Verbren­ nung mit hohem Wirkungsgrad ab, was zu einer hohen Energieausbeute führt. Wird Flüssiggas eingespritzt, so kann dieses Gas über eine hinreichend lange Zeit verdampfen, da nicht schon kurz nach dem Einspritzen die Zündung erfolgt, son­ dern erst die Teil-Brennkammern aufgespannt werden müssen. Auch insofern wird also ein höherer Wirkungsgrad bei der Verbrennung erzielt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird Frischluft immer dann in die Brenn­ kammer eingesaugt, wenn diese kollabiert. Das Einsaugen der Frischluft erfolgt z. B. durch eine der Bodenwand gegenüberliegende feste Stirnwand hindurch, in der sich zu diesem Zweck ein Rückschlagventil befindet.

Kollabiert die Brennkammer, werden auch Restgase mittels der Kammerplatten durch die Bodenwand hindurch ausgegeben, in der sich zu diesem Zweck eben­ falls ein Rückschlagventil befindet. Mindestens ein weiteres Rückschlagventil befindet sich auch in der der festen Stirnwand nächstliegenden Brennkammerwand, damit das Luft-Brenngasgemisch beim Aufspannen der Teil-Brennkam­ mern aus dem hinteren Teilraum der Brennkammer in die Teil-Brennkammern einströmen kann und um zu verhindern, daß beim Entleeren von Restgasen aus der Brennkammer derartige Restgase zurück in den hinteren Teilraum der Brennkammer gelangen können.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Ansatz mit der Trennplatte ver­ bunden sein und an seinem freien Ende einen äußeren bzw. ringförmigen Flansch tragen. Ferner kann ein hohler oder hohlzylindrischer Ansatz mit der bewegbaren Brennkammerwand verbunden sein und den zuvor erwähnten Ansatz umgeben. Beide Ansätze durchragen dabei die feste Stirnwand. Dabei ist der Raum zwi­ schen den jeweiligen Ansätzen und der festen Stirnwand abgedichtet, so daß über diesen Bereich kein Luft-Brenngasgemisch nach außen treten kann. Die beiden Ansätze in Verbindung mit dem äußeren bzw. ringförmigen Flansch dienen zur Bewegungssteuerung der Trennplatte bei Verschiebung der bewegbaren Brenn­ kammerwand. Insbesondere definiert dabei der Abstand zwischen dem freien stirnseitigen Ende des hohlen Ansatzes und dem äußeren Flansch den Abstand zwischen bewegbarer Trennkammerwand und Trennplatte und somit die Größe einer zwischen ihnen vorhandenen Vorkammer.

Die Brenngaszufuhr kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nur mit einem einzigen Dosierventil verbunden sein. Das Dosierventil kann zudem für größere Dosiermengen ausgelegt sein, wodurch sich die Dosiergenauigkeit ver­ bessert. Außerdem kann in diesem Fall auf ein Standardventil zurückgegriffen werden, was geringere Kosten mit sich bringt. Das Dosierventil kann über einen oder mehrere Zufuhrkanäle mit der Brennkammer verbunden sein.

Durch konstruktive Maßnahmen kann dafür gesorgt werden, daß das Brenngas bereits zu Beginn des Anpreßvorgangs in den Teilraum eingespritzt wird, so daß das Flüssiggas genügend Zeit hat, um zu verdampfen. Mit dieser Maßnahme kann eventuell auf eine elektronische Steuerung zur Verzögerung der elektrischen Zündung um eine vorbestimmte Zeit verzichtet werden, was ebenfalls zu geringe­ ren Herstellungskosten führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Arbeitsgerät, bei dem sich Teil-Brennkam­ mern gerade aufzuspannen beginnen und Flüssiggas in den hinteren Teil der Brennkammer eingespritzt wird;

Fig. 2 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 bei weiter aufgespannten Teil-Brennkam­ mern zur Erläuterung der Gasströmungen; und

Fig. 3 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 bei vollständig aufgespannten Teil-Brenn­ kammern sowie im Zustand der Zündung.

Die Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein brennkraftbetriebenes Setzgerät für Befestigungselemente im Bereich seiner Brennkammer mit vollständig aufge­ spanntem Teilraum V. Gemäß Fig. 1 enthält das Setzgerät eine zylindrisch ausge­ bildete Brennkammer 1 mit einer Zylinderwandung 2 und einer sich daran an­ schließenden ringförmigen Bodenwand 3. Im Zentrum der Bodenwand 3 befindet sich eine Öffnung 4, an die sich ein Führungszylinder 5 anschließt, der eine Zy­ linderwand 6 und eine Bodenwand 7 aufweist. Innerhalb des Führungszylinders 5 ist ein Kolben 8 gleitend verschiebbar gelagert, und zwar in Zylinderlängsrich­ tung des Führungszylinders 5. Der Kolben 8 besteht aus einer Kolbenplatte 9, die zur Brennkammer 1 weist, sowie aus einer mit der Kolbenplatte 9 mittig verbun­ denen Kolbenstange 10, die durch eine Durchgangsöffnung 11 in der Bodenwand 7 zu einem Teil aus dem Führungszylinder 5 herausragt.

In der Fig. 1 befindet sich der Kolben 8 in seiner zurückgeführten Ruhestellung, in der das Setzgerät nicht in Betrieb ist. Die der Brennkammer 1 zugewandte Sei­ te der Kolbenplatte 9 schließt mehr oder weniger mit der Innenseite der Boden­ wand 3 ab und die Kolbenstange 10 überragt nur ein wenig die Bodenwand 7 nach außen. Dichtungsringe 12, 13 am äußeren Umfang der Kolbenplatte 9 können vorgesehen sein, um die Räume zu beiden Seiten der Kolbenplatte 9 gegeneinan­ der abzudichten.

Innerhalb der Brennkammer 1 befindet sich eine Zylinderplatte 14, die als beweg­ bare Brennkammerwand bezeichnet werden kann. Die Brennkammerwand 14 ist in Längsrichtung der Brennkammer 1 verschiebbar und weist an ihrem äußeren Umfangsrand eine ringförmige Dichtung auf, um die Räume vor und hinter der Brennkammerwand 14 abzudichten. Ferner weist die Brennkammerwand 14 eine zentrale Durchgangsöffnung 16 mit ringförmiger Umfangsdichtung auf.

Zwischen der Brennkammerwand 14 und der Bodenwand 3 befindet sich eine weitere Trennplatte 18. Die Trennplatte 18 ist wie die Brennkammerwand 14 kreisförmig ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innen­ durchmesser der Brennkammer 1 entspricht. An der zur Brennkammerwand 14 weisenden Seite ist die Trennplatte 18 mit einem zylindrischen Ansatz 19 verbun­ den, der durch die zentrale Durchgangsöffnung 16 der Brennkammerwand 14 hindurchragt. Die genannte Umfangsdichtung entlang der zentralen Durch­ gangsöffnung 16 schmiegt sich dabei dicht an die Außenumfangsfläche des zylin­ drischen Ansatzes 19 an. An seinem freien Ende weist der zylindrische Ansatz 19 einen seinen Umfang seitlich überragenden ringförmigen Ansatz 20 auf. Der Au­ ßendurchmesser dieses ringförmigen Ansatzes 20 ist größer als der Innendurch­ messer der Durchgangsöffnung 16. An ihrer der Trennplatte 18 abgewandten Sei­ te ist die bewegbare Brennkammerwand 14 mit einem hohlzylindrischen Ansatz 15 verbunden, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser der Durchgangsöff­ nung 16 entspricht. Der hohlzylindrische Ansatz 15 liegt koaxial zur Durch­ gangsöffnung 16 und umgibt den zylindrischen Ansatz 19 konzentrisch. Das freie Ende des hohlzylindrischen Ansatzes 15 kommt in einem vorbestimmten Abstand unterhalb des ringförmigen Flansches 20 zu liegen. Sowohl der zylindrische An­ satz 19 als auch der hohlzylindrische Ansatz 15 weisen eine solche axiale Länge auf, daß sie in jeder Stellung der Brennkammerwand 14 bzw. der Trennplatte 18 eine Brennkammerstirnwand 17 durchragen, die fest positioniert ist und die Brennkammer 1 an ihrer dem Kolben 8 abgewandten Seite abschließt. Der zylin­ drische Ansatz 19 und der hohlzylindrische Ansatz 15 ragen durch eine entspre­ chende zentrale Durchgangsöffnung 17a in der Brennkammerstirnwand 17 hin­ durch, wobei zwischen dem Rand der zentralen Durchgangsöffnung 17a und dem entsprechenden Umfangsabschnitt des hohlzylindrischen Ansatzes 15 eine Ring­ dichtung vorhanden ist, um zu verhindern, daß durch diesen Bereich Brenngas aus der Brennkammer 1 nach außen austritt. Die Ringdichtung ist schematisch dargestellt und trägt das Bezugszeichen 17b.

Im Bereich der Brennkammerstirnwand 17 befindet sich wenigstens ein Rück­ schlagventil 17c. Es ist so eingestellt, daß es nur eine Strömung in die Brennkam­ mer 1 ermöglicht. In umgekehrter Richtung ist es stets geschlossen. Mindestens ein weiteres Rückschlagventil 14a ist in der bewegbaren Brennkammerwand 14 vorhanden. Es ist so angeordnet, daß nur eine Strömung in Richtung zur Trennplatte 18 möglich ist. In umgekehrter Richtung ist es stets geschlossen. Die Trennplatte 18 weist entlang einer konzentrischen Kreisbahn mehrere Durchgangsöffnungen 38 auf, die also jeweils den gleichen Abstand von der Zylinderachse der Brennkammer 1 besitzen. Mindestens ein weiteres Rück­ schlagventil 31 befindet sich innerhalb der ringförmigen Bodenwand 3. Dieses Rückschlagventil 31 ist so angeordnet, daß nur eine Strömung aus der Brenn­ kammer 1 nach außen möglich ist. In umgekehrter Richtung ist es stets ver­ schlossen.

Zur Verschiebung der Brennkammerwand 14 in Längsrichtung der Brennkam­ mer 1 sind mit der Brennkammerwand 14 über deren Umfang unter gleichen Win­ kelabständen verteilt z. B. drei Antriebsstangen 23 fest verbunden, von denen nur eine in Fig. 1 zu erkennen ist. Die Antriebsstangen 23 liegen parallel zur Zy­ linderachse der Brennkammer 1 und außen seitlich zur Zylinderwand 6. Dabei durchlaufen die Antriebsstangen 23 jeweils eine Durchgangsöffnung 24 in der Trennplatte 18 sowie eine weitere Durchgangsöffnung 25 in der Bodenwand 3. Dort befindet sich noch eine innenseitige Umfangsdichtung zum Abdichten der Räume auf beiden Seiten der Bodenwand 3. Die Antriebsstangen 23 und die Brennkammerwand 14 sind z. B. über Schrauben miteinander verbunden, die durch die Brennkammerwand 14 hindurch geführt und stirnseitig in die An­ triebsstangen 23 hineingeschraubt sind. Die freien Enden der Antriebsstangen 23 sind über einen Antriebsring 28 miteinander verbunden, der konzentrisch zur Zylinderachse der Brennkammer 1 liegt und den Führungszylinder 5 umgreift. Dabei kann der Antriebsring 28 über Schrauben mit den Antriebsstangen 23 ver­ schraubt sein, derart, daß die Schrauben den Antriebsring 28 durchsetzen und in die freien Stirnseiten der Antriebsstangen 23 hineingeschraubt sind. Zwischen dem Antriebsring 28 und der Bodenwand 3 liegt auf jeder der Antriebsstangen 23 eine Druckfeder 30, die sich an der Außenseite der Bodenwand 3 abstützt und ge­ gen den Antriebsring 28 drückt. Die Druckfeder 30 ist daher bestrebt, die Brenn­ kammerwand 14 immer in Richtung zur Bodenwand 3 zu drücken.

Mit dem Antriebsring 28 ist unterhalb des Rückschlagventils 31 ein Anschlag 32 verbunden, der das Rückschlagventil 31 blockiert bzw. dessen Öffnung verhin­ dert, wenn die bewegbare Brennkammerwand 14 am weitesten von der Boden­ wand 3 entfernt ist und ihre Verriegelungsstellung erreicht hat. Die Verriegelung der Brennkammerwand 14 erfolgt dabei über eine Verriegelung des Antriebsrings 28, wenn dieser beim Ansetzen des Arbeitsgeräts auf einen Gegenstand in Axial­ richtung bis in eine bestimmte Endstellung verschoben worden ist. Dann blockiert der Anschlag 32 auch das Rückschlagventil 31. Wird also das Arbeitsge­ rät gegen einen Gegenstand gesetzt, und wird dabei über Antriebsmittel der An­ triebsring 28 in Richtung zur Bodenwand 3 verschoben, so wird über die An­ triebsstangen 23 zunächst die bewegbare Brennkammerwand 14 in Richtung zur Brennkammerstirnwand 17 bewegt. Nach einer bestimmten Strecke schlägt das freie Ende des hohlzylindrischen Ansatzes 15 von unten gegen den ringförmigen Flansch 20 und nimmt über diesen die Trennplatte 18 mit. Dieser Zustand ist in Fig. 2 angedeutet. Dabei spannen sich zwischen der Brennkammerwand 14 und der Trennplatte 18 eine Vorkammer 21 sowie zwischen der Trennplatte 18 und der Bodenwand 3 eine Hauptkammer 22 auf, wie ebenfalls in Fig. 2 zu sehen ist, wäh­ rend der zwischen fester Stirnwand 17 und Brennkammerwand 14 liegende Teil­ raum V der Brennkammer 1 kollabiert. Hierauf wird weiter unten noch näher ein­ gegangen. Die Bewegung der Platten 14 und 18 erfolgt dann so lange, bis die Brennkammerwand 14 infolge der Verriegelung des Antriebsrings 28 zum Still­ stand kommt. In diesem Zustand liegt die Brennkammerwand 14 an der Innensei­ te der Brennkammerstirnwand 17 an, wie die Fig. 3 erkennen läßt. Die Vorkam­ mer 21 und die Hauptkammer 22 sind jetzt voll aufgespannt, während das restli­ che Brennkammervolumen zwischen Brennkammerwand 14 und Brennkammer­ stirnwand 17 praktisch auf Null reduziert worden ist.

Es sei noch erwähnt, daß sich am unteren Ende des Führungszylinders 5 Auslaß­ öffnungen 39 zum Auslaß von Luft aus dem Führungszylinder 5 befinden, wenn der Kolben 8 in Richtung zur Bodenwand 7 bewegt wird. Am unteren Ende des Führungszylinders 5 befindet sich darüber hinaus eine Dämpfungsvorrichtung 40 zur Dämpfung der Bewegung des Kolbens 8. Überfährt der Kolben 8 die Aus­ laßöffnungen 39, so kann Abgas aus den Auslaßöffnungen 39 entweichen.

In der Zylinderwand 2 der Brennkammer 1 befindet sich nahe der Brennkammer­ stirnwand 17 eine radiale Durchgangsöffnung 41. In diese Durchgangsöffnung 41 ragt von außen ein Ausgabekanal 43 eines nicht näher dargestellten Dosier­ ventils hinein, das sich in einem Dosierkopf 45 befindet. Flüssiges Brenngas wird aus einer Flasche 46 dem im Dosierkopf 45 vorhandenen Dosierventil zugeführt und dieses gibt die dosierte Flüssiggasmenge dann über den Ausgabekanal 43 aus, wenn der Dosierkopf 45 in Richtung zur Zylinderwand 2 gedrückt wird und damit der Ausgabekanal 43 nach innen gefahren wird, um das Dosierventil zu öff­ nen. Zu diesem Zweck verjüngt sich die radiale Durchgangsöffnung 41 in Rich­ tung zur Brennkammer 1, so daß ein Anschlag für den Ausgabekanal 43 erhalten wird. Das Andrücken des Dosierkopfs 45 gegen die Zylinderwand 2 erfolgt mit Hil­ fe eines Bügels 47, der an einem Gelenkpunkt 48 der Zylinderwand 2 schwenkbar gelagert ist. Ein Ende 49 des Bügels wird von dem freien Ende des hohlzylindri­ schen Ansatzes 15 beaufschlagt und angehoben, wenn die Brennkammerwand 14 in Richtung auf die Brennkammerstirnwand 17 zu bewegt wird. Dadurch wird der Bügel 47 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Gelenkpunkt 48 verschwenkt, so daß das andere Ende 50 des Bügels 47 von hinten gegen den Dosierkopf 45 drückt, um diesen in Richtung zur Zylinderwand 2 zu bewegen. Dieser Vorgang erfolgt also schon zu Beginn der Bewegung der Brennkammerwand 14 beim Auf­ spannen der Teil-Brennkammern. Der Dosierkopf 45 und die Flasche 46 werden einmal zusammengesteckt und bleiben dann ständig miteinander verbunden. Das System 45, 46 kann z. B. um eine im Bodenbereich der Flasche 46 vorhande­ ne und nicht dargestellte Achse gekippt werden.

Fig. 3 zeigt das Setzgerät im vollständig aufgespannten Zustand der Teil-Brenn­ kammern, also im aufgespannten Zustand der Vorkammer 21 und der Haupt­ kammer 22, sowie im kollabierten Zustand des Teilraums V. Der Ausgabekanal 43 ist nach wie vor gegen die Seitenwand 2 gedrückt, und das Dosierventil ist of­ fen aber entleert. Die Brennkammerwand 14 ist über den Antriebsring 28 verrie­ gelt, und das Rückschlagventil 31 wird durch den Anschlag 32 daran gehindert, sich zu öffnen. Jetzt ist das Arbeitsgerät zur Zündung bereit.

Zum Zwecke der Zündung ist der mit der Trennplatte 18 verbundene zentrale An­ satz 19 in seinem der Trennplatte 18 zugewandten Bereich als Zündkäfig 51 zur Aufnahme einer Zündvorrichtung 52 ausgebildet. Dies ist in Fig. 1 zu erkennen. Diese Zündvorrichtung 52 dient zum Erzeugen eines elektrischen Funkens zwecks Zündung eines Luft-Brenngasgemisches in der Vorkammer 21. Die Zünd­ vorrichtung 52 befindet sich im Inneren bzw. in einem zentralen Bereich des Zündkäfigs 51, der umfangsseitig mit Durchgangsöffnungen 53 versehen ist, durch die hindurch eine laminare Flammfront aus dem Zündkäfig 51 in die Vor­ kammer 21 austreten kann. Zum Beispiel sind vier Durchgangsöffnungen 53 über den Umfang des zylindrischen Ansatzes 19 gleichmäßig verteilt angeordnet.

Sie werden freigegeben, wenn die Brennkammerwand 14 relativ zur Trennplatte 18 so weit verschoben ist, daß die freien Enden des hohlzylindrischen Ansatzes 15 von unten gegen den ringförmigen Flansch 20 schlagen.

Nachfolgend soll die Wirkungsweise des Setzgeräts nach den Fig. 1, 2 und 3 näher beschrieben werden.

In Fig. 1 befindet sich das Setzgerät praktisch im Ruhezustand. Die Brennkam­ mer 1 ist vollständig kollabiert, wobei die Trennplatte 18 auf der Bodenwand 3 aufliegt und die Brennkammerwand 14 auf der Trennplatte 18. Um die Platten unterscheiden zu können, sind sie hier der Übersicht wegen schon etwas getrennt voneinander dargestellt. Der Kolben 8 befindet sich in seiner zurückgezogenen Ruhestellung, so daß auch praktisch kein Raum mehr zwischen ihm und der Trennplatte 18 vorhanden ist, sofern man einen geringfügigen Spalt zwischen diesen Elementen vernachlässigt. Das Aufeinanderliegen der Platten 18 und 14 kommt dadurch zustande, daß die Druckfeder 30 den Antriebsring 28 von der Bo­ denwand 3 wegdrückt und der Antriebsring 28 über die Antriebsstangen 23 die Brennkammerwand 14 mitnimmt. In diesem Zustand liegt der Antriebsring 28 bzw. der Anschlag 32 auch im Abstand vom Rückschlagventil 31. Das Rück­ schlagventil 31 ist dennoch geschlossen. Das System aus Dosierkopf 45 und Fla­ sche 46 ist von der Brennkammer 1 weggeschwenkt, so daß der Ausgabekanal 43 entlastet und damit das Dosierventil verschlossen ist. Der Teilraum V ist jetzt vollständig aufgespannt.

Wird in diesem Zustand das Setzgerät mit seiner vorderen Spitze gegen einen Ge­ genstand gedrückt, in den ein Befestigungselement eingetrieben werden soll, so wirkt über einen nicht dargestellten Mechanismus die Andruckkraft auf den An­ triebsring 28 und verschiebt diesen in Richtung zur Bodenwand 3, und zwar mit dem Andrücken des Setzgeräts gegen den genannten Gegenstand. Dabei hebt zu­ nächst die Brennkammerwand 14 von der Trennplatte 18 ab, wodurch auch der hohlzylindrische Ansatz 15 in seiner Längsrichtung verschoben wird. Das freie Ende des hohlzylindrischen Ansatzes 15 beaufschlagt dann das Ende 49 des Bü­ gels 47 und dreht diesen entgegen dem Uhrzeigersinn um den Gelenkpunkt 48, so daß das andere Ende 50 des Bügels 47 den Dosierkopf 45 beaufschlagt und die­ sen in Richtung zur Brennkammerwand 2 drückt. Der Ausgabekanal 43 wird da­ bei in die Durchgangsöffnung 41 und somit nach innen gedrückt, was zur Öffnung des Dosierventils im Dosierkopf 45 führt und damit zu einem Einspritzen von flüssigem Brenngas in den Teilraum V der Brennkammer 1. Das Einspritzen des flüssigen Brenngases in den Teilraum V erfolgt also schon zu einem relativ frühen Zeitpunkt nach Beginn der Verschiebung der Brennkammerwand 14.

Bei weiterer Verschiebung der Brennkammerwand 14 in Richtung zur Brenn­ kammerstirnwand 17 bleiben die Rückschlagventile 17c und 31 verschlossen, während das Rückschlagventil 14a geöffnet ist. Luft-Brenngasgemisch aus dem Teilraum V im Bereich zwischen der Brennkammerwand 14 und der Brennkam­ merstirnwand 17 kann dann zunächst durch das Rückschlagventil 14a hindurch in den Bereich zwischen Brennkammerwand 14 und Trennplatte 18 gelangen, al­ so in die Vorkammer 21, die sich aufzuspannen beginnt.

Bei noch weiterer Verschiebung der Brennkammerwand 14 in Richtung zur Brennkammerstirnwand 17 kommt dann das freie Ende des hohlzylindrischen Ansatzes 15 in Kontakt mit der Unterseite des ringförmigen Flansches 20 und nimmt dabei über den zylindrischen Ansatz 19 die Trennplatte 18 mit, die dann von der Bodenwand 3 abgehoben wird. Jetzt kann auch Luft-Brenngasgemisch durch die Durchgangsöffnungen 38 hindurch in die Hauptkammer 22 eintreten, die sich aufzuspannen beginnt. Die Vorkammer 21 ist schon voll aufgespannt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 gezeigt.

Von diesem Zeitpunkt an wird bei weiterer Verschiebung der Brennkammerwand 14 die Trennplatte 18 konstant mitgenommen, und zwar so lange, bis die Brenn­ kammerwand 14 an der Innenseite der Brennkammerstirnwand 17 zu liegen kommt und der Antriebsring 28 verriegelt wird, was zu einer Blockierung der Be­ wegung der Brennkammerwand 14 führt. Jetzt ist auch die Hauptkammer 22 vollständig aufgespannt, und das Volumen der Brennkammer zwischen der Brennkammerwand 14 und der Brennkammerstirnwand 17 ist auf nahezu Null geschrumpft. Infolge der Bewegung der Brennkammerwand 14 und der Trenn­ platte 18 wird also das ursprünglich in die Brennkammer 1 eingespritzte flüssige Brenngas bei Durchtritt durch das Rückschlagventil 14a und die Durchgangsöff­ nungen 38 weiter vermischt, so daß schließlich innerhalb der gesamten Brenn­ kammer 1, also in beiden Kammern 21 und 22, ein homogenes Luft-Brenngasge­ misch vorliegt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 gezeigt. Der Ausgabekanal 43 wird nach wie vor in die Durchgangsöffnung 41 gedrückt, so daß das Dosierventil noch offen ist. Das ist aber unkritisch, da es leer ist und einen jetzt verschlossenen Eingang aufweist. Das Rückschlagventil 31 wird durch den Anschlag 32 blockiert und kann sich nicht öffnen. Das Arbeitsgerät ist jetzt zur Zündung bereit. Der Zündkäfig 51 liegt innerhalb der Vorkammer 21, da er durch entsprechende Ver­ schiebung der Brennkammerwand 14 von der Trennplatte 18 weg freigegeben worden ist. Er wird also nicht mehr durch hohlzylindrischen Ansatz 15 abge­ deckt.

Wird jetzt durch Betätigung des Abzugshebels bzw. eines Triggers des Setzgeräts ein Zündvorgang eingeleitet, so erfolgt zunächst die Verriegelung von Brennkam­ merwand 14 und Trennplatte 18, etwa durch Verriegelung des Antriebsrings 28. Kurz danach wird ein Zündfunke durch die elektrische Zündvorrichtung 52 in­ nerhalb des Zündkäfigs 51 erzeugt. Das in jeder der Kammern 21 und 22 vorhan­ dene Luft-Brenngasgemisch beginnt zunächst in der Vorkammer 21 laminar zu verbrennen, wobei sich die Flammfront mit relativ langsamer Geschwindigkeit radial in Richtung der Durchgangsöffnungen 38 ausbreitet. Durch das Rück­ schlagventil 14a kann kein Gas austreten. Es ist verschlossen. Dabei schiebt die Flammfront unverbranntes Luft-Brenngasgemisch vor sich her, welches durch die Durchgangsöffnungen 38 hindurch in die Hauptkammer 22 gelangt und hier Turbulenz sowie eine Vorkomprimierung erzeugt. Erreicht die Flammfront die Durchgangsöffnungen 38 zur Hauptkammer 22, treten die Flammen, bedingt durch die relativ kleinen Querschnitte der Durchgangsöffnungen 38, als Flamm­ strahlen in die Hauptkammer 22 über und erzeugen hier weitere Turbulenz. Das durchmischte turbulente Luft-Brenngasgemisch in der Hauptkammer 22 wird über die gesamte Oberfläche der Flammstrahlen entzündet. Es brennt jetzt mit ei­ ner hohen Geschwindigkeit, was zu einer starken Erhöhung des Wirkungsgrads der Verbrennung führt.

Dadurch wird der Kolben 8 beaufschlagt und bewegt sich mit hoher Geschwindig­ keit in Richtung zur Bodenwand 7, wobei gleichzeitig die Luft aus dem Führungs­ zylinder 5 durch die Auslaßöffnungen 39 nach außen getrieben wird. Die Kolben­ platte 9 überfährt kurzzeitig die Auslaßöffnungen 39, so daß durch sie Abgas ent­ weichen kann. Durch die ausfahrende Kolbenstange 10 wird jetzt ein Befesti­ gungselement gesetzt. Nach Setzung bzw. nach erfolgter Verbrennung des Luft- Brenngasgemisches wird der Kolben 8 durch thermische Rückführung in seine Ausgangsstellung gemäß Fig. 3 zurückgebracht, da durch Abkühlung des in der Brennkammer 1 und im Führungszylinder 5 verbliebenen Rauchgases ein Unter­ druck hinter dem Kolben erzeugt wird. Bis der Kolben seine Ausgangsstellung ge­ mäß Fig. 3 erreicht hat, muß die Brennkammer 1 dicht verschlossen bleiben.

Nachdem sichergestellt ist, daß der Kolben 8 seine in Fig. 3 dargestellte Aus­ gangsstellung wieder erreicht hat, wird die zuvor erwähnte Verriegelung von Brennkammerwand 14 bzw. Antriebsring 28 aufgehoben. Die Druckfeder 30 drückt jetzt den Antriebsring 28 von der Bodenwand 3 weg, so daß der Antriebs­ ring 28 bzw. der mit ihm verbundene Anschlag 32 das Rückschlagventil 31 entla­ stet. Mit weiterer Wirkung der Druckfeder 30 wird der Antriebsring 28 weiter von der Bodenwand 3 entfernt und nimmt über die Antriebsstangen 23 die Brenn­ kammerwand 14 in Richtung zur Bodenwand 3 mit. Bei dieser Bewegung wird spätestens die Trennplatte 18 mitgenommen, wenn die Brennkammerwand 14 gegen diese gefahren wird, so daß auf diese Weise die Abgase aus der Vorkammer 21 über die Durchgangsöffnungen 38 und die Abgase aus der Hauptkammer 22 ausgetrieben werden, und zwar über das sich öffnende Rückschlagventil 31 hin­ durch. Das Rückschlagventil 14a ist bei dieser Bewegung der Brennkammerwand 14 verschlossen. Andererseits beginnt sich der Bereich der Brennkammer 1, der zwischen der Brennkammerwand 14 und der Brennkammerstirnwand 17 liegt, also der Teilraum V, wieder aufzuspannen. Dies führt zu einer Öffnung des Rück­ schlagventils 17c und zu einem Einströmen von Frischluft in die Brennkammer 1, also in den Bereich zwischen der Brennkammerwand 14 und der Brennkammer­ stirnwand 17. Schließlich kommt die Trennplatte 18 auf der Bodenwand 3 zu lie­ gen und die Brennkammerwand 14 auf der Trennplatte 18, so daß die Brennkam­ mer 1 vollständig kollabiert und von Abgasen befreit ist. Der gesamte Bereich der Brennkammer 1 zwischen Brennkammerwand 14 und Brennkammerstirnwand 17 ist jetzt mit Frischluft befüllt. Zwischenzeitlich wurde auch der Bügel 47 vom hohlzylindrischen Ansatz 15 freigegeben, der in die Brennkammer 1 zum größten Teil eingefahren worden ist, wie in Fig. 1 zu erkennen ist, so daß das System 45, 46 wieder entlastet wird. Dies hat zur Folge, daß der Ausgabekanal 43 wieder aus dem Dosierkopf 45 herausfahren kann, was zu einer Schließung des Ausgangs des Dosierventils im Dosierkopf 45 führt und zu einer Öffnung des Eingangs des Dosierventils und damit zu einer Befüllung des Dosierventils mit flüssigem Brenngas. Jetzt kann der unter Fig. 1 beschriebene Vorgang erneut mit dem nächsten Setzen des Setzgeräts beginnen, also das Einspritzen von flüssigem Brenngas und das Bereitstellen eines homogenen Luft-Brenngasgemisches.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bereitstellen eines brennbaren Gasgemisches in einer Brennkammer (1) eines Arbeitsgeräts, insbesondere eines Setzgeräts für Befesti­ gungselemente, die in einen kollabierten Zustand gebracht werden kann, wenn in ihr vorhandene und Teil-Brennkammern (21, 22) abgrenzende Kammerplatten (14, 18), die mit Durchgangsöffnungen (14a, 38) versehen sind, in Richtung einer einen Kolben (8) aufnehmenden Bodenwand (3) der Brennkammer (1) verschoben werden, wodurch in der Brenn­ kammer (1) ein Teilraum (V) aufgespannt wird, der in Verschieberichtung der Kammerplatten (14, 18) hinter der letzten verschiebbaren Kammerplatte (14) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß diesem Teilraum (V) ein Brenngas zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngas als Flüssiggas zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Frisch­ luft durch eine der Bodenwand (3) gegenüberliegende feste Stirnwand (17) hin­ durch angesaugt wird, wenn die Brennkammer (1) kollabiert.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rest­ gase mittels der Kammerplatten (14, 18) durch die Bodenwand (3) hindurch aus­ gegeben werden, wenn die Brennkammer (1) kollabiert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngas aus dem Teilraum (V) dadurch in die Teil-Brennkammern (21, 22) gelangt, daß diese aufgespannt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündung des Brenngases erfolgt, nachdem der Teilraum (V) durch erneutes Aufspannen der Teil-Brennkammern (21, 22) kollabiert ist.

7. Brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befesti­ gungselemente, mit einer Brennkammer (1), die zwischen einer eine Kolbenplatte (9) aufnehmenden gerätefesten Bodenwand (3) und einer der Bodenwand (3) gegenüberliegenden festen Stirnwand (17) eine mit einem Rückschlagventil (14a) versehene ver­ schiebbare Brennkammerwand (14) sowie zwischen dieser und der Bodenwand (3) wenigstens eine mehrere Durchgangsöffnungen (38) aufweisende und eben­ falls verschiebbare Trennplatte (18) enthält, die in Richtung auf die Bodenwand (3) zu verschiebbar sind, um die Brennkammer (1) in einen kollabierten Zustand zu überführen, wodurch in der Brennkammer (1) ein Teilraum (V) aufgespannt wird, der in Verschieberichtung der Kammerplatten (14, 18) hinter der letzten verschiebbaren Kammerplatte (14) liegt, und wobei sich in einer Wand (2) der Brennkammer (1) eine Brenngaszufuhr befindet, dadurch gekennzeichnet, daß Brenngas dem Teilraum (V) zuführbar ist.

8. Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Stirnwand (17) mit wenigstens einem Rückschlagventil (17c) ausgestattet ist.

9. Arbeitsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatz (19) mit der Trennplatte (18) verbunden ist, der an seinem freien Ende ei­ nen äußeren Flansch (20) trägt, daß ein hohler Ansatz (15) mit der bewegbaren Brennkammerwand (14) verbunden ist und den Ansatz (19) umgibt, und daß bei­ de Ansätze (15, 19) die feste Stirnwand (17) durchragen.

10. Arbeitsgerät nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngaszufuhr mit nur einem einzigen Dosierventil verbunden ist.