Bei
einem gattungsgemässen
brennkraftbetriebenen Setzgerät
Hilti GX 100 der Anmelderin ist es bekannt, einen Setzkolben in
einer Kolbenführung zu
führen,
an die sich in Eintreibrichtung eine Bolzenführung anschliesst. An dem der
Bolzenführung
gegenüberliegenden
Ende der Kolbenführung
schliesst sich eine Brennkammer an, die eine koaxial zur Brennkammer
verschiebliche Brennkammerrückwand
aufweist. Beim Anpressen des Setzgerätes an einen Untergrund wird
die Brennkammerrückwand von
der Kolbenführung
weg bis an das, der Kolbenführung
abgewandte Ende der Brennkammer verschoben und werden Rückstellfedern
gespannt, wobei die Brennkammer aufgespannt wird. Gleichzeitig mit
dem Aufspannen der Brennkammer wird über ein Ein-/Auslassventil
Frischluft in diese hineinbewegt. Nach erfolgter Setzung und beim
Abheben des Setzgerätes
vom Untergrund wird die Brennkammerrückwand über die Kraft der Rückstellfedern
wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt. Bei diesem Kollabieren
der Brennkammer werden die Abgase über das Ein-/Auslassventil
ausgestossen. Von Vorteil bei diesem Setzgerät ist, dass kein Akkumulator
bzw. keine Batterie benötigt
wird, da das Spülen
der Brennkammer auf mechanischem Wege erfolgt.
Das
Abgas des Setzgerätes
kann dabei in dasselbe Volumen ausgestossen werden, aus dem die
Frischluft angesaugt wird. Dieses kann zu einer schlechteren Energieausbeute
führen,
da das Abgas wieder mit angesaugt werden könnte.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Setzgerät der vorgenannten
Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet.
Die
erfindungsgemässe
Aufgabe wird durch ein Setzgerät
mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach weist die Ein-
und Auslassventilanordnung einen Eingang und einen Ausgang auf,
die getrennt voneinander sind, wobei der Eingang mit einer ersten
Geräteöffnung und
der Ausgang mit einer räumlich
von der ersten Geräteöffnung getrennten zweiten
Geräteöffnung verbindbar
ist. Durch diese Massnahme kann es erreicht werden, dass beim Einsatz
einer Ein- und Auslassventilanordnung die Luft für die Verbrennung aus einem
anderen Umgebungsluftvolumen bezogen wird, als das Umgebungsluftvolumen,
in das die Abgase ausgestossen werden.
Günstig ist
es ferner, wenn die Brennkammer in einer ersten Stellung oder Arbeitsphase
der Ein- und Auslassventilanordnung über den Eingang mit der ersten
Geräteöffnung und
somit mit einem ersten Umgebungsluftvolumen in Verbindung steht,
die Brennkammer in einer zweiten Stellung oder Arbeitsphase der
Ein- und Auslassventilanordnung geschlossen ist und die Brennkammer
in einer dritten Stellung oder Arbeitsphase der Ein- und Auslassventilanordnung über den
Ausgang mit der zweiten Geräteöffnung und
somit mit einem zweiten Umgebungsluftvolumen in Verbindung steht.
Durch die Trennung der Arbeitsphasen bzw. Stellungen der Ein- und
Auslassventilanordnung wird auch eine saubere Trennung der zuströmenden Luft
von den ausströmenden
Abgasen erreicht. Die Ein- und Auslassventilanordnung ist dazu vorteilhaft
als Wechselventil ausgebildet.
Von
Vorteil ist es ausserdem, wenn am Eingang und am Ausgang der Ein-
und Auslassventilanordnung Verschlussmittel angeordnet sind und
eine der Brennkammer zugewandte Brennkammeröffnung der Ein- und Auslassventilanordnung über einen
Verschlusskörper
verschliessbar ist, der über eine
Anpresseinrichtung steuerbar ist. Durch diese Massnahme kann auf
technisch einfache Weise eine Verknüpfung der Arbeitsphasen der
Ein- und Auslassventilanordnung mit dem Setzvorgang hergestellt werden.
Durch
die Verbindung des Eingangs mit der ersten Geräteöffnung über einen ersten Kanal, kann die
Trennung der zuströmenden
Luft von den aus dem Gerät
ausgeleiteten Abgasen verbessert werden.
Mittels
der Verbindung des Ausgangs mit der zweiten Geräteöffnung über einen zweiten Kanal wird die
Trennung der zuströmenden
Luft von den aus dem Gerät
ausgeleiteten Abgasen weiter verbessert und ferner verhindert, dass
sich Abgas im Gehäuse des
Setzgerätes
ansammeln kann und dann undefiniert aus dem Gehäuse austritt.
Günstig ist
es ferner, wenn der erste und/oder der zweite Kanal wenigstens einen
elastischen Abschnitt aufweisen. Durch diese Massnahme kann auch
bei verschieblich gelagerter Brennkammerhülse und/oder Brennkammerrückwand immer eine
dichte Verbindung zwischen dem Eingang und/oder Ausgang der Ein-
und Auslassventilanordnung und den Geräteöffnungen gewährleistet
werden. Der oder die elastischen Abschnitte können dabei z. B. als Faltenbalge
ausgebildet sein.
Von
Vorteil ist es weiterhin, wenn der zweite Kanal zumindest bereichsweise
am Auspuff des Setzgerätes
vorbeigeführt
ist. Hierdurch kann der „Jet-Effekt" ("Jet Effekt" wie bei einer Injektorpumpe) durch
den Sog des Auspuffs genutzt werden, um das Ausströmen der
Abgase im zweiten Kanal zu verbessern.
Weitere
Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung
in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
Es
zeigen:
1 ein erfindungsgemässes Setzgerät in angepresster
Stellung im Längsschnitt,
2 ein Detail des Setzgerätes aus 1 während eines Anpressvorgangs
an den Untergrund in einer Schnittansicht,
3 das Detail des Setzgerätes aus 2 während eines Setzvorganges,
4 das Detail des Setzgerätes aus 2 beim Abheben des Setzgerätes vom
Untergrund.
In
den 1 bis 4 ist ein erfindungsgemässes brennkraftbetriebenes
Setzgerät 10 wiedergegeben,
das mit einem verdampfbaren flüssigen
oder gasförmigen
Brennstoff betreibbar ist, der z. B. in einem nicht zeichnerisch
dargestellten Brennstoffreservoir bevorratet ist.
Das
Setzgerät 10 weist
ein Gehäuse 11 auf, in
dem ein Setzwerk angeordnet ist, mittels dessen ein Befestigungselement,
wie ein Nagel, Bolzen oder dgl., in einen Untergrund U eintreibbar
ist, wenn das Setzgerät 10 an
den Untergrund U angepresst und über
einen am Handgriff 36 des Setzgerätes 10 befindlichen
Auslöseschalter 35 ausgelöst wird. Über den
Auslöseschalter 35 ist
dabei eine hier nicht zeichnerisch dargestellte Zündeinrichtung
aktivierbar, über
die ein in der Brennkammer 13 enthaltenes Luft-Brennstoffgemisch
zündbar
ist.
Zum
Setzwerk gehören
u. a. eine in einer Brennkammerhülse 12 aufspannbare
Brennkammer 13, eine Kolbenführung 17, in der ein
Setzkolben 16 verschieblich gelagert ist und eine Bolzenführung 18 zur
Führung
eines Befestigungselementes, welches bei einem Setzvorgang über das
sich nach vorne bewegende setzrichtungsseitige Ende des Setzkolbens 16 in
einen Untergrund eingetrieben wird. Die Brennkammerhülse 12,
die Kolbenführung 17 und
die Bolzenführung 18 sind
dabei vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet. An dem, der Bolzenführung 18 zugewandten
Ende der Kolbenführung 17 liegen Auspufföffnungen 19, über die
ein Teil der Abgase aus der Kolbenführung 17 ausströmen können, wenn der
Setzkolben 16 sich in seiner der Brennkammer 13 abgewandten
Endstellung befindet.
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Brennkammerhülse 12 gegenüber der
Kolbenführung 17 verschieblich
gelagert und wird über
wenigstens ein, in den Zeichnungen nicht sichtbares, Federelement
in Richtung auf die Bolzenführung 18 bzw. auf
die kollabierte Stellung der Brennkammer 13 elastisch beaufschlagt.
Eine Anpresseinrichtung 30 greift an einem Ende an der
Brennkammerhülse 12 an,
während
sein gegenüberliegendes
Ende aus dem Gehäuse 11 herausragt
und in seiner hier nicht zeichnerisch wiedergegebenen Ruhe- bzw. Ausgangsstellung
des Setzgerätes 10 die
Bolzenführung 18 überragt.
Die Brennkammerhülse 12 weist
an ihrem der Kolbenführung 17 abgewandten
Ende eine Brennkammerrückwand 14 auf.
Die Brennkammerhülse 12 kann
fest mit der Brennkammerwand 14 verbunden sein oder aber
die Brennkammerrückwand kann
mediendicht verschieblich in der Brennkammerhülse 12 geführt sein.
Die Brennkammerrückwand 14 ist
ferner mediendicht verschieblich an wenigstens einem Führungsmittel 39,
während
die Brennkammerhülse 12 mediendicht
an dem hinteren Ende der Kolbenführung 17 geführt ist.
Das
Einbringen von Luft in die Brennkammer 13 sowie das Ausbringen
von Abgasen aus der Brennkammer 13 erfolgt über eine Öffnung 15 in
der Brennkammerrückwand 14.
Eine insgesamt mit 20 bezeichnete Ein- und Auslassventilanordnung
welche ausserhalb der Brennkammer 13 im Bereich der Brennkammerrückwand 14 angeordnet
ist, steuert dabei das Zuströmen
von Luft bzw. das Abströmen von
Abgasen. Ein Eingang 21 der Ein- und Auslassventilanordnung 20 steht über einen
ersten Kanal 31 bzw. eine erste Leitung in Verbindung mit
einer ersten Geräteöffnung 33 des
Setzgerätes 10,
die in einem der Bolzenführung 18 abgewandten
Teil des Gehäuses 11 angeordnet
ist. Der Kanal 31 weist dabei einen elastischen Abschnitt 37 auf,
der als Faltenbalg ausgebildet ist. An dem Eingang 21,
der z. B. als Einlass-Rückschlagventil
ausgebildet ist, ist ein als Rückschlagklappe
ausgebildetes Verschlussmittel 24 angeordnet, das ein Einströmen von
Luft in die Ein- und Auslassventilanordnung 20 erlaubt,
ein Ausströmen
von Abgas aus der Ein- und Auslassventilanordnung 20 heraus
in den Kanal 31 aber verhindert.
Ein
Ausgang 22 der Ein- und Auslassventilanordnung 20 steht über einen
Ausgangskanal 29 und einen mit diesem verbundenen zweiten
Kanal 32 bzw. zweiten Leitung in Verbindung mit einer zweiten Geräteöffnung 34 des
Setzgerätes 10,
die in einem zwischen der Bolzenführung 18 und der Geräteöffnung 33 liegenden
Teil des Gehäuses 11 angeordnet ist.
Der Kanal 32 weist dabei einen elastischen Abschnitt 38 auf,
der als Faltenbalg ausgebildet ist. An dem Ausgang 22,
der z. B. als Auslass-Rückschlagventil
ausgebildet ist, ist ein als Rückschlagklappe ausgebildetes
Verschlussmittel 25 angeordnet, das ein Ausströmen von
Abgas aus der Ein- und Auslassventilanordnung 20 heraus
in den Kanal 32 erlaubt, ein Einströmen von Luft in die Ein- und
Auslassventilanordnung 20 aber verhindert. Der Kanal 32 ist
hier an dem von den Auspufföffnungen 19 ausgehenden Auspuff
vorbeigeführt,
wodurch der „Jet-Effekt" durch den Sog des
Auspuffs genutzt wird, um das Ausströmen der Abgase im Kanal 32 zu
verbessern.
Die
Geräteöffnungen 33 und 34 kommunizieren
aufgrund ihrer Distanz zueinander mit unterschiedlichen Umgebungsluftvolumen,
so dass das Ansaugen von Frischluft und das Ausstossen von Abgas
nicht aus demselben Umgebungsluftvolumen erfolgen kann.
An
der Ein- und Auslassventilanordnung 20 ist ferner noch
ein über
den Anpressvorgang betätigbarer
Verschlusskörper 26 angeordnet über den
eine mit der Brennkammer 13 bzw. mit deren Öffnung 15 kommunizierende
Brennkammeröffnung 23 der
Ein- und Auslassventilanordnung 20 verschliessbar ist (vgl. 3). Die Brennkammeröffnung 23 und
der Verschlusskörper 26 bilden
dabei eine Art Durchlassventil. Der Verschlusskörper 26 ist an einem
Ende eines Stössels 28 angeordnet
der sich über
ein Rückstellelement 27, welches
als Federelement ausgebildet ist, an einer Gehäusewand 42 der Ein-
und Auslassventilanordnung 20 abstützt. Über dieses Rückstellelement 27 ist
der Verschlusskörper 26 in
eine, die Brennkammeröffnung 23 zumindest
partiell freigebende Stellung elastisch beaufschlagt (vgl. 2 und 4).
Bei
einer Anpressbewegung des Setzgerätes 10 in Richtung
des Pfeils 43 (vgl. 1)
wird die Brennkammerhülse 12 und
die Brennkammerrückwand 14 von
der Kolbenführung 17 wegbewegt,
wobei die Brennkammer 13 aufgespannt wird, wie aus 1 ersichtlich ist.
Während des
Aufspannvorganges der Brennkammer 13 strömt zum einen
Luft durch die Geräteöffnung 33 und
die Öffnung 15 in
Richtung des Pfeils 40 in die Brennkammer 13 ein
und zum anderen strömt
Brennstoff über
eine Brennstoffzuleitung aus dem Brennstoffreservoir in die Brennkammer 13 ein.
Wie
aus 2 ersichtlich ist,
stellt die Ein- und Auslassventilanordnung 20 während des
Anpressvorgangs eine Verbindung zwischen dem ersten Kanal 31 und
der Brennkammer 13 her, so dass Frischluft in Richtung
der Pfeile 40 von der sich aufspannenden Brennkammer 13 eingesaugt
werden kann. Das als Rückschlagklappe
ausgebildete Verschlussmittel 24 gibt dabei den Eingang 21 frei,
während
der Verschlusskörper 26 die
Brennkammeröffnung 23 frei
gibt. Das Verschlussmittel 25 verschliesst hingegen den
Ausgang 22 der Ein- und Auslassventilanordnung 20.
Ist
das Setzgerät 10 vollständig an
den Untergrund U angepresst, wie in 1 dargestellt,
dann nimmt die Ein- und Auslassventilanordnung 20 die in 3 dargestellte Stellung
ein. In dieser Stellung verschliesst der Verschlusskörper 26,
der nun entgegen der Kraft des Rückstellelementes 27 in
einer Verschlussstellung gehalten ist, die Brennkammeröffnung 23 der
Ein- und Auslassventilanordnung 20. Die Verschlussmittel 24 und 25 halten
ebenfalls den Eingang 21 und den Ausgang 22 verschlossen.
Die Brennkammer 13 ist in dieser Stellung der Ein- und Auslassventilanordnung 20 vollständig abgedichtet und
bereit für
einen Setzvorgang.
Nach
erfolgtem Setzvorgang, wenn das Setzgerät 10 wieder von dem
Untergrund U abgehoben wird, hebt der Verschlusskörper 26 unter
der Einwirkung des Rückstellelementes 27 von
der Brennkammeröffnung 23 ab
und öffnet
diese. Durch den Überdruck
in der kollabierenden Brennkammer 13 strömt Abgas
unter Druck in die Ein- und Auslassventilanordnung 20 ein
und öffnet
dabei das als Rückschlagklappe
ausgebildete Verschlussmittel 25 am Ausgang 22.
Das Abgas kann nun in Richtung der Pfeile 41 durch den
Ausgang der Ein- und Auslassventilanordnung 20, den Ausgangskanal 29 und
den zweiten Kanal 32 zur zweiten Geräteöffnung 34 hin aus
der Brennkammer 13 ausströmen.
Bei
einem erneuten Setzvorgang wiederholt sich der vorbeschriebene Zyklus
dann wieder.